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1、长沙理工大学硬件综合课程设计报告 张巧玲 学 院 计通学院 专 业 计算机科学与技术 班 级 计08-01班 学 号 学生姓名 指导教师 课程成绩 完成日期 2011年6月30日课程设计任务书计算机与通信工程学院 计算机科学与技术专业课程名称硬件综合课程设计时间20102011学年第二学期1819周学生姓名张巧玲指导老师蔡烁题 目基于VHDL语言的电梯控制器设计主要内容：本课程设计要求设计一个电梯控制器。要求如下：（1）每层电梯入口处设有上下请求开关，电梯内设有顾客到达层次的停站请求开关。（2）设有电梯入口处位置指示装置及电梯运行模式(上升或下降)指示装置。（3）电梯到达有停站请求的楼层，开门
2、指示灯亮，开门8秒后，电梯门关闭(开门指示灯灭)，电梯继续进行，直至执行完最后一个请求信号后停留在当前层。 （4）能记忆电梯内外所有请求，并按照电梯运行规则按顺序响应，每个请求信号保留至执行后消除。 （5）电梯初始状态为一层开门状态。要求：（1）要求能独立地运用VHDL语言、EDA相关知识和Max Plus II仿真软件，编制一个简单的课程设计。（2）学生按要求编写课程设计报告书，能正确阐述设计和实验结果。（3）通过课程设计培养学生严谨的科学态度和团队协作精神。（4）学生应抱着严谨认真的态度积极投入到课程设计过程中，认真查阅相应文献以及实现，给出个人分析、设计以及实现。应当提交的文件：（1）课
3、程设计报告。（2）课程设计附件（源程序、各类图纸、实验数据、仿真截图等实证材料）。课程设计成绩评定学 院 计通学院 专 业 计算机科学与技术 班 级 计08-01班 学 号 200850080105 学生姓名 张巧玲 指导教师 蔡烁 完成日期 2011年6月30日 指导教师对学生在课程设计中的评价评分项目优良中及格不及格课程设计中的创造性成果学生掌握课程内容的程度课程设计完成情况课程设计动手能力文字表达学习态度规范要求课程设计论文的质量指导教师对课程设计的评定意见综合成绩 指导教师签字 年 月 日基于VHDL语言的电梯控制器设计学生姓名：张巧玲 指导老师：蔡烁 摘 要: 本设计就是基于电子设计
4、自动化（Electronic Design Automation）技术中的甚高速集成电路硬件描述语言（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）语言所开发的三层电梯控制程序，实验调试平台是Altera 公司的MAX +plus软件。本程序具有VHDL语言设计里最为常用的三个模块：实体entity，对控制器的实体（输入输出）端口进行定义；结构体architecture，对控制器内部的信号端以及寄存器进行定义；进程执行单元process，对控制器的所有输入输出端口、内部信号端口以及寄存器进行功能、行为描述。通过
5、程序调试及运行仿真，结果表明，本程序可以完成：电梯运行所在楼层显示、电梯运行方向指示、关门延时设置等。本设计对更高层的电梯控制设计具有一定的拓展性。 关键词: 电梯控制；程序设计；EDA；VHDL；MAX +plusDesign of Lift Controller Based on VHDL Language Student: Zhang qiaoling Advisor:CaishuoAbstract: The lift ,as the modernized result ,are entered in our life in last century .This thesis desig
6、ns the three-floor lift control on the basis of the electron basic on the electronic design automation(EDA) technologys the very high-speed integrated circuit hardware describe language(VHDL) ,it is debugged in the Altera companys MAX +plus software as a platform in experiment .This procedure has co
7、mmonly most used three pieces of module in language designs :the entity ,the architecture and the process .Through testing the connection of the EDA case ,realize the following main functions:The lifts floor shows , the lift operation direction shows ;closes prolonging ,etc. The design can make some
8、 evolution for designing to on the senior level lift control. Key word: lift control; programmer; EDA; VHDL; MAX +plus目录1 引 言11.1 问题的提出11.2 设计目的11.3 电梯控制的未来22 设计的基础依据32.1 EDA技术介绍32.2 VHDL语言介绍32.2.1 VHDL的简介32.2.2 VHDL语言的特点42.2.3 VHDL的设计流程43 程序设计及调试63.1 设计方案63.1.1 控制器的设计方案63.1.2 三层电梯控制器的设计思路63.2 三层电梯控
9、制器的综合设计63.2.1 三层电梯控制器的实体设计63.2.2 三层电梯控制器的结构体设计73.2.3 三层电梯控制器VHDL设计83.2.4三层电梯控制器的模块93.3 程序调试94 程序仿真134.1 波形输入建立134.2三层电梯控制器的仿真145 结束语17致谢18参考文献19附录20 张巧玲 基于VHDL语言的电梯控制器的设计 第 18页 共 23 页 1 引 言1.1 问题的提出当今世界，部分地区人口高度密集，人和土地资源短缺的矛盾日趋激化。这就注定了必须合理地利用土地去解决人和土地的矛盾。而兴建高层建筑是其中的有效措施之一。因此，能使人们快速、便捷地到达目的楼层的电梯便应运而生
10、了。在一些发达国家和地区，人均电梯拥有数量一般在每万人30台以上，某些国家甚至达到每万人120台以上，随着城镇化程度的加大，电梯市场会更加繁荣。中国的电梯市场增长也很乐观，目前，每年增长率为15%18%。随着电梯普及率的升温，人们对电梯的要求也会越来越高。如何更安全、更快捷地到达目的楼层，也就成了人们对电梯最为根本的要求。而电梯系统里控制这方面技术参数的是电梯控制系统。因此，控制系统的设计就成了在电梯设计领域里最为核心的技术。在电子技术飞速发展的今天，现代电子产品几乎渗透到了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品进一步提高 ，加速了电子设计激素
11、的普及进程及技术革新。电子设计在日常生活和物质产品生产都占到了举足轻重的地位，这尤其体现在其对电子产品的开发和设计上。面对如此广袤的电梯市场，所谓“科技就是第一生产力”，处于科技前沿的电子设计技术很自然地就与电梯控制设计一拍即合，给设计师们以巨大的设计空间。因此，本设计就是希望在以开发更安全、更快捷的三层电梯控制系统为前提下，结合电子设计技术，对电梯控制进行设计。1.2 设计目的三层电梯广泛应用在大型的货运之中。其使用便捷，货运周期短，效率高，成本低，对货运事业具有普相当的经济价值。在客运上，三层电梯虽然涉及楼层不高，应用范围不大，但就特殊而言，可以为一些上下楼层不方便的人们提供相当的帮助，照
12、顾了这些特殊群体的感情。因此，在某些层面上说，三层电梯的设计也具有一定的社会价值。本着“一理通，百理明”的原则，本设计希望通过在简单的三层电梯控制设计之中如何解决升、降请求信号因电梯所处状态而产生的冲突等问题发散出去，由此及彼，对高层电梯控制的开发作一个技术的铺垫，对高层电梯设计者提供一个基础。针对目前中小型电梯所能实现的功能，本控制设计拟实现以下功能：（1）每层电梯入口处设有上下请求开关，电梯内设有顾客到达层次的停站请求开关。（2）设有电梯入口处位置指示装置及电梯运行模式(上升或下降)指示装置。（3）电梯到达有停站请求的楼层，开门指示灯亮，开门8秒后，电梯门关闭(开门指示灯灭)，电梯继续进行
13、，直至执行完最后一个请求信号后停留在当前层。 （4）能记忆电梯内外所有请求，并按照电梯运行规则按顺序响应，每个请求信号保留至执行后消除。 （5）电梯运行规则一当电梯处于上升模式时，只响应比电梯所在位置高的上楼请求信号，由下而上逐个执行，直到最后一个上楼请求执行完毕；如果高层有下楼请求，则直接升到由下楼请求的最高层，然后进入下降模式。当电梯处于下降模式时则与上升模式相反。 （6）电梯初始状态为一层开门状态。1.3 电梯控制的未来电梯产业将走向信息化、网络化的道路。电梯控制系统如何与网络技术相结合将是未来电梯设计的主流趋势。在21世纪的今天如何提供用户满意产品和服务已成为关系到各企业生死存亡问题。
14、电梯上网能确保为客户提供更优质全程的服务。在将来各大品牌厂家为了生存和发展都会在公共网络系统中建立自己电梯网站（电梯专用平台），这也是一条必由之路。电梯上网主要能实现以下功能：（1）用网络把所有电梯监管起来，保证电梯安全运行，确保乘客安全。（2）当电梯出现故障时，电梯通过网络向客户服务中心发出信号使维保人员能及时准确了解电梯出现故障的原因及相关信息，客户的人身安全是否受到威胁，并在第一时间内赶赴事故现场进行抢修，同时通过网络对在电梯内乘客安慰，把电梯出现故障的负面影响降到最低。 （3）也可以通过电梯网络在规定时间内自动扫描每台电梯内各部件以发现事故隐患做到事先维修，减少停梯时间，提高企业的服务质量。2 设计的基础依据
