eda課程設(shè)計--基于fpga的4層電梯控制

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文檔簡介

1、　　數(shù)字電路課程設(shè)計　　題目：基于FPGA的4層電梯控制　　一、基本原理 　　設(shè)計一個4層樓的電梯控制器。該控制器可控制電梯完成4層樓的載客服而且遵循方向優(yōu)先原則，并能響應(yīng)提前關(guān)門延時關(guān)門；同時指示電梯運行情況、電梯開關(guān)

2、門狀態(tài)和電梯內(nèi)外請求信息。 　　可選的電梯控制方式:1.內(nèi)部請求優(yōu)先控制方式2.單向?qū)訉油？刂品绞?.方向優(yōu)先控制方式 　　1.內(nèi)部請求優(yōu)先控制方式方案 　　內(nèi)部請求優(yōu)先控制方式類似于出租車的工作方式，先將車上的人送至目的地，再去載客。作為通用型電梯應(yīng)該服務(wù)于大多數(shù)人，必須考慮電梯對內(nèi)、外請求的響應(yīng)率P：Pin

3、= 100%;Pout = 0~100%;在內(nèi)部請求優(yōu)先控制方式中，當電梯外部人的請求和電梯內(nèi)部人的請求沖突時，外部人的請求信號可能被長時間忽略，因而它不能作為通用型電梯的設(shè)計方案。 　　2.單向?qū)訉油？刂品绞椒桨?　　單向?qū)訉油？刂品绞降韧诨疖嚨倪\行方式，遇站即停止、開門。這種方案的優(yōu)點在于“面面俱到”，可以保證所有人的請求都能得到響應(yīng)。然而這樣對電

4、梯的效率產(chǎn)生消極影響：不必要的等待消耗了大量時間，而且電梯的運作與用戶的請求無關(guān)，當無請求時電梯也照常跑空車，就浪費了大量電能。對用戶而言，此種控制方式的請求響應(yīng)時間也不是很快。因而這不是理想的方案。 　　3.方向優(yōu)先控制方式方案 　　方向優(yōu)先控制是指電梯運行到某一樓層時先考慮這一樓層是否有請求：有，則停止；無，則繼續(xù)前進。停下后再啟動時，①考慮前方—

5、—上方、或下方是否有請求：有，則繼續(xù)前進；無，則停止；②檢測后方是否有請求，有請求則轉(zhuǎn)向運行，無請求則維持停止狀態(tài)。這種運作方式下，電梯對用戶的請求響應(yīng)率為100%，且響應(yīng)的時間較短。假設(shè)：電梯每兩層間的運行時間為ΔT ,樓層數(shù)為6, 在每層樓的停止時間為t, 如果每層樓都有請求,則這種控制方式的效率和上面的單向每層停等控制方式的效率一樣, 然而, 當不是每層樓都有請求 (假定為只有第6層有請求輸入) 時,上面的方式2(設(shè)為A方式

6、)的響應(yīng)時間T=5*(ΔT + t )而方向優(yōu)先控制方式(設(shè)為B方式)對同一請求的響應(yīng)時間T1=5*ΔT即效率比ηb/ηa = 1 + t /ΔT方向優(yōu)先控制方式的效率遠大于單向?qū)訉油５瓤刂品绞降男省６?，方向?yōu)先控制方式下，電梯在維持停止狀態(tài)的時候可以進入省電模式，又能節(jié)省大量電能，本設(shè)計選擇方向優(yōu)先控制方式。 　　二、模塊設(shè)計:

7、　　1.外部數(shù)據(jù)高速采集模塊設(shè)計2.信號存儲模塊3.基于FPGA的中央處理模塊4.信號的輸出、顯示模塊 　　1.外部數(shù)據(jù)高速采集模塊設(shè)計 　　對外部信號采集、處理要求電梯控制器：（1）外部請求信號的實時、準確采集。（2）準確、實時的捕捉樓層到達信號。（3）有效的防止樓層到達信號、外部請求信號的誤判?？刂破鞑捎肍PGA作為系統(tǒng)控制的核心，

8、系統(tǒng)時鐘頻率是32.0000MHz，完全可以滿足實時采集數(shù)據(jù)的要求。由于電路中毛刺現(xiàn)象的存在，信號的純凈度降低，單個的毛刺往往被誤作為系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的觸發(fā)信號，嚴重影響電梯的正常工作。可以采用多次檢測的方法解決這個問題，對一個信號進行多次采樣以保證信號的可信度。外部請求信號的輸入形式為按鍵輸入，到達樓層信號來自光敏傳感器，關(guān)門中斷信號及超載信號則產(chǎn)生于壓力傳感器。鍵盤、光敏外部輸入接口電路未設(shè)計。 <p&g

9、t;　　2.信號存儲模塊 　　電梯控制器的請求輸入信號有10個（電梯外有3個上升請求和3個下降請求的用戶輸入斷口，電梯內(nèi)有4個請求用戶輸入斷口），由于系統(tǒng)對內(nèi)、外請求沒有設(shè)置優(yōu)先級，各樓層的內(nèi)、外請求信號被采集后可先進行運算，再存到存儲器內(nèi)。電梯運行過程中，由于用戶的請求信號的輸入是離散的，而且系統(tǒng)對請求的響應(yīng)也是離散的，因此請求信號的存儲要求新的請求信號不

10、能覆蓋原來的請求信號，只有響應(yīng)動作完成后才能清除存儲器內(nèi)對應(yīng)的請求信號位。 　　3.基于FPGA的中央處理模塊 　　中央數(shù)據(jù)處理模塊是系統(tǒng)的核心，通過對存儲的數(shù)據(jù)（含請求、到達樓層等信號）進行比較、判斷以驅(qū)動系統(tǒng)狀態(tài)的流轉(zhuǎn)。電梯工作過程中共有6種狀態(tài)：等待、上升、下降、開門、關(guān)門、停止狀態(tài)。一般情況下，電梯工作起始點是第一層，起始狀態(tài)是等待狀態(tài)，啟動條件

11、是收到上升請求。本系統(tǒng)由請求信號啟動，運行中每檢測到一個到達樓層信號，就將信號存儲器的請求信號和樓層狀態(tài)信號進行比較，再參考原方向信號來決定是否停止，轉(zhuǎn)向等動作。　　4.信號的輸出、顯示模塊 　　本系統(tǒng)的輸出信號有兩種：一種是電機的升降控制信號（兩位）和開門/關(guān)門控制信號；另一種是面向用戶的提示信號（含樓層顯示、方向顯示、已接受請求顯示等）。電機的控制信

12、號一般需要兩位，本系統(tǒng)中電機有3種工作狀態(tài)：正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)狀態(tài)。兩位控制信號作為一個三路開關(guān)的選通信號，此三路開關(guān)選用模擬電子開關(guān)。系統(tǒng)的顯示輸出包括數(shù)碼管樓層顯示、數(shù)碼管請求信號顯示和表征運動方向的箭頭形指示燈的開關(guān)信號。完全可以滿足人們的需要，而且效率比較高。　　由于本次實驗的實驗條件所限，很多輸入與輸出的功能無法在實驗板上實現(xiàn)，所以本文僅以電梯控制器的主要模塊為對象。

13、　　三、實驗過程　　1、掌握AltiumDesigner軟件基本使用方法和VHDL編程的初步知識　　本次課程設(shè)計可以說是從零開始，第一天老師給我們介紹了設(shè)計軟件的基本使用方法和一個VHDL程序（60進制計數(shù)器）。主要任務(wù)是掌握軟件的基本使用方法，包括項目的新建、編輯、編譯、仿真等，同時以60進制

14、計數(shù)器為例介紹VHDL編程的基本模式。　　由于軟件是全英文版，我第一天的時間都花在熟悉軟件功能上。通過多遍觀看老師的講解課件與重復操作，終于熟悉了軟件的使用方法，并將軟件的使用心得總結(jié)在一張紙上，從而完成了第一步——掌握軟件使用方法。意識到本次設(shè)計基于VHDL編程，我又在晚上花了點時間學習有關(guān)VHDL編程的初步知識。　　第二天，老師布置了一個任務(wù)：將60

15、進制計數(shù)器改編為24進制計數(shù)器。通過一上午的努力我成功實現(xiàn)了24進制計數(shù)器，看到仿真波形的時候，感覺很好。　　2、選則設(shè)計課題并初步構(gòu)思　　到了第三天，同學們都基本熟悉了軟件和VHDL編程，許多同學躍躍欲試。老師給我們介紹了本次課程設(shè)計的幾個選題，其中要數(shù)“電梯控制設(shè)計”最難，并且目前的記錄是7層電梯?？紤]到時間很充裕，我決定挑戰(zhàn)一下自我，選定電梯作為自

16、己的設(shè)計項目。第三天和第四天我和同樣選擇了電梯的吳文正同學討論電梯的實現(xiàn)方法。首先要明確電梯的功能，為此，我們專門到綜合樓親自乘坐電梯來明確電梯的功能；然后我們開始投入到怎樣編寫程序中，但是感覺沒有頭緒，電梯的狀態(tài)實在太多。這幾天，我們在實驗室到寢室的路上一直在討論著電梯。　　第五天上午，我們請教了周老師。周老師給我們的建議是先不要急著編程，而是將精力放在分析電梯的狀態(tài)。

17、　　3、電梯主控模塊的VHDL實現(xiàn)　　第六天晚上，通過前一階段的思考和查閱資料，我開始著手編寫電梯主控程序。經(jīng)過一個晚上的努力，我完成了VHDL編程，這時候我的感覺是電梯沒有想象中的難。　　4、電梯主控模塊程序的仿真與排錯　　同所有編程過程一樣，難的不是寫代碼而是Ｄｅｂｕｇ。將程序仿真以后，我才

18、發(fā)現(xiàn)錯誤不斷，接下來幾天我基本在不停的仿真與排錯。到了星期四，除電梯外其他項目的同學都已經(jīng)驗收，而我的電梯還停留在主控模塊。期間想過換項目，但已經(jīng)走到這一步了，想放棄都難，于是硬著頭皮往下走。　　5、原理圖和下板檢測　　又是對著電腦屏幕的一天，我完成了輸入、輸出和主控模塊的連接，即完成了原理圖，并下板測試。結(jié)果還是有問題，且問題出在主控模塊里面。在驗收截

19、止日期前幾個小時，我終于獲得了重大突破，解決了一系列的問題，4層電梯已經(jīng)可以“動”起來。　　電梯控制器的vhdl程序：　　library ieee;　　use ieee.std_logic_1164.all;　　use ieee.std_logic_arith.all;&

20、lt;/p>　　use ieee.std_logic_unsigned.all;　　ENTITY DT IS　　PORT(CLK,R:IN STD_LOGIC;　　ILCDN,ILCUP,ILCNB: IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);--各樓層按鈕<

21、;/p>　　OLCDN,OLCUP,OLCNB: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);--各樓上、下請求按鈕和電梯內(nèi)樓層按鈕顯示　　ODNUP:OUT STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);--上下運行狀態(tài)顯示　　OLC:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNT

22、O 0);--電梯當前樓層　　ODOOR:OUT STD_LOGIC);--門狀態(tài)顯示　　END DT;　　ARCHITECTURE JGT OF DT IS　　TYPE STATE_TYPE IS(STOPON1,DOOROPEN

23、,DOORCLOSE,WAIT1,WAIT2,WAIT3,WAIT4,UP,DOWN,STOP);　　SIGNAL STATE:STATE_TYPE;　　SIGNAL DOOR:STD_LOGIC;　　SIGNAL POSITION :INTEGER RANGE 1 TO 4;<p&

24、gt;　　SIGNAL DNUP : STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);　　SIGNAL LC: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);　　SIGNAL LCDN,LCUP,LCNB: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);　　BE

25、GIN　　PROCESS(LC,DNUP,DOOR,LCNB,LCDN,LCUP)--輸出　　BEGIN　　OLC<=LC;　　ODNUP<=DNUP;</p

26、>　　OLCDN<=LCDN;　　OLCNB<=LCNB;　　OLCUP<=LCUP;　　ODOOR<=DOOR;　　END PROCESS;　　PROCESS(R,CLK)--

27、主　　BEGIN　　IF R='1' THEN　　STATE<=STOPON1;　　DOOR<='0';　　DNUP<="01&qu

28、ot;;　　LC<="0001";　　POSITION<=1;　　LCDN<="00000000"; LCUP<="00000000"; LCNB<="00000000";<

29、p>　　ELSIF CLK='1' AND CLK 'EVENT THEN　　CASE STATE IS　　WHEN STOPON1=>DOOR<='0'; --1 樓停，門開（燈亮）　　POSITION<=1;<p&

30、gt;　　STATE<=WAIT1;　　WHEN WAIT1=>STATE<=WAIT2; --停　　WHEN WAIT2=>　　IF ILCNB(1)='1' THEN LCNB(1)<='1';END IF;--輸入讀入&

31、lt;p>　　IF ILCNB(2)='1' THEN LCNB(2)<='1';END IF;　　IF ILCNB(3)='1' THEN LCNB(3)<='1';END IF;　　IF ILCNB(4)='1' THEN LCNB(4)<=

32、9;1';END IF;　　IF ILCUP(0)='1' THEN LCUP(0)<='1';END IF;　　IF ILCUP(1)='1' THEN LCUP(1)<='1';END IF;　　IF ILCUP(2)=

33、9;1' THEN LCUP(2)<='1';END IF;　　IF ILCDN(1)='1' THEN LCDN(1)<='1';END IF;　　IF ILCDN(2)='1' THEN LCDN(2)<='1';END IF;

34、;　　IF ILCDN(3)='1' THEN LCDN(3)<='1';END IF;　　STATE<=WAIT3;　　WHEN WAIT3=>STATE<=WAIT4;　　WHEN WAIT4=>STATE<=DOORC

35、LOSE;--門關(guān)狀態(tài)　　WHEN DOORCLOSE=>DOOR<='0';--門燈滅　　--門關(guān)時上升狀態(tài)　　IF DNUP="01" THEN　　IF POSITION=4 THE

36、N --電梯在四樓　　IF LCDN="00000000"AND LCUP="00000000"AND LCNB="00000000" THEN　　DNUP<="10";STATE<=DOWN;--無請求　　ELSIF

37、 LCNB(4)='1'OR LCDN(3)='1' THEN　　DNUP<="10";STATE<=STOP;　　ELSE　　DNUP<="10";STATE<=DOWN; --

38、有請求，轉(zhuǎn)下降狀態(tài)　　END IF;　　ELSIF POSITION=3 THEN --電梯在三樓　　IF LCDN="00000000"AND LCUP="00000000"AND LCNB="00000000"

39、; THEN　　DNUP<="01";STATE<=UP; --無請求,UP　　ELSIF LCNB(3)='1' OR LCUP(2)='1' THEN --3樓請求上升　　DNUP<="01";STATE<=STO

40、P;　　ELSIF LCNB(4)='1' OR LCDN(3)='1' THEN --4樓請求下降　　DNUP<="01";STATE<=UP;　　ELSIF LCNB(3)='1' OR LCDN(2)='1' T

41、HEN --3樓請求下降　　DNUP<="10";STATE<=STOP;　　ELSE　　DNUP<="10";STATE<=DOWN; --3\4樓無請求，1\2樓下降請求，轉(zhuǎn)下降狀態(tài)&

42、lt;p>　　END IF;　　ELSIF POSITION=2 THEN --電梯在二樓　　IF LCDN="00000000"AND LCUP="00000000"AND LCNB="00000000" THEN<

43、p>　　DNUP<="01";STATE<=UP;--無請求，上升狀態(tài)　　ELSIF LCUP(1)='1' OR LCNB(2)='1' THEN--2樓請求上　　DNUP<="01";STATE<=STOP;

44、　　ELSIF LCUP(2)='1' OR LCUP(3)='1' OR LCNB(3)='1' OR LCNB(4)='1' THEN　　DNUP<="01";STATE<=UP; --3\4樓有請求，上升狀態(tài)　　ELSIF LCDN(1)='1&

45、#39; THEN　　DNUP<="10";STATE<=STOP;--2樓請求下降，停　　ELSIF LCUP(0)='1' OR LCNB(1)='1' THEN　　DNUP<="10";STATE<=DOWN;-

46、-1樓請求，轉(zhuǎn)DOWN　　END IF;　　ELSIF POSITION=1 THEN --電梯在一樓　　IF LCDN="00000000"AND LCUP="00000000"AND LCNB="00000000"

47、; THEN　　DNUP<="01";STATE<=UP;--無請求　　ELSIF LCUP(0)='1' OR LCNB(1)='1' THEN　　DNUP<="01";STATE<=STOP;--1樓請求</

48、p>　　ELSE　　DNUP<="01";STATE<=UP;　　END IF;　　END IF;

49、　　END IF;　　--門關(guān)時下降狀態(tài)　　IF DNUP="10" THEN　　IF POSITION=1 THEN --電梯在一樓　　IF LCDN="000

50、00000"AND LCUP="00000000"AND LCNB="00000000" THEN　　DNUP<="01";STATE<=UP;--無請求　　ELSIF LCUP(0)='1' OR LCNB(1)='1' THEN--1樓請

51、求　　DNUP<="01";STATE<=STOP;　　ELSE　　DNUP<="01";STATE<=UP; --有請求，轉(zhuǎn)上升　　END IF;&l

52、t;/b>　　ELSIF POSITION=2 THEN --電梯在二樓　　IF LCDN="00000000"AND LCUP="00000000"AND LCNB="00000000" THEN　　DNUP<="10&quo

53、t;;STATE<=DOWN; --無請求，門關(guān)，DOWN　　ELSIF LCDN(1)='1' OR LCNB(2)='1' THEN --2樓請求　　DNUP<="10";STATE<=STOP; --STOP　　ELSIF LCUP(0

54、)='1' OR LCNB(1)='1' THEN --1樓請求上　　DNUP<="10";STATE<=DOWN;　　ELSE　　DNUP<="01";STATE<=UP; --

55、1樓無請求，轉(zhuǎn)上升狀態(tài)　　END IF;　　ELSIF POSITION=3 THEN --電梯在三樓　　IF LCDN="00000000"AND LCUP="00000000"AND LCNB="00000000&qu

56、ot; THEN　　DNUP<="10";STATE<=DOWN; --無請求，門關(guān)，DOWN　　ELSIF LCDN(2)='1' OR LCNB(2)='1' THEN --3樓請求下　　DNUP<="10";STATE

57、<=STOP;　　ELSIF LCDN(1)='1' OR LCUP(0)='1' OR LCNB(2)='1' OR LCNB(1)='1' THEN --1\2樓請求　　DNUP<="10";STATE<=DOWN;<p

58、>　　ELSIF LCUP(2)='1' THEN --3樓請求上　　DNUP<="01";STATE<=STOP;　　ELSE　　DNUP<="01";STATE<=UP;</p

59、>　　END IF;　　ELSIF POSITION=4 THEN　　IF LCDN="00000000"AND LCUP="00000000"AND LCNB="00000000" THEN<p&g

60、t;　　DNUP<="10";STATE<=DOWN; --無請求，門關(guān)，DOWN　　ELSIF LCDN(3)='1' OR LCNB(3)='1' THEN　　DNUP<="10";STATE<=STOP;--4樓請求<p&g

61、t;　　ELSE　　DNUP<="10";STATE<=DOWN;　　END IF;　　END IF;　　E

62、ND IF;　　--上升運行狀態(tài)　　WHEN UP=>　　IF ILCNB(1)='1' THEN LCNB(1)<='1';END IF;--輸入讀入

63、　　IF ILCNB(2)='1' THEN LCNB(2)<='1';END IF;　　IF ILCNB(3)='1' THEN LCNB(3)<='1';END IF;　　IF ILCNB(4)='1' THEN LCNB(4)<=&

64、#39;1';END IF;　　IF ILCUP(0)='1' THEN LCUP(0)<='1';END IF;　　IF ILCUP(1)='1' THEN LCUP(1)<='1';END IF;　　IF ILCUP(2)=&

65、#39;1' THEN LCUP(2)<='1';END IF;　　IF ILCDN(1)='1' THEN LCDN(1)<='1';END IF;　　IF ILCDN(2)='1' THEN LCDN(2)<='1';END IF;</p&

66、gt;　　IF ILCDN(3)='1' THEN LCDN(3)<='1';END IF;　　IF POSITION=4 AND (LCNB(4)='1'OR LCDN(3)='1') THEN　　DNUP<="10";STATE<

67、;=STOP;--4樓（頂樓）有下降請求，保持狀態(tài)　　ELSIF POSITION=4 AND (LCNB(4)='0'OR LCDN(3)='0') THEN　　DNUP<="10";POSITION<=POSITION-1;LC<=LC-'1';STATE<=

68、DOWN;　　ELSIF POSITION=3 AND (LCNB(3)='1'OR LCUP(2)='1') THEN　　DNUP<="01";STATE<=STOP;　　ELSIF POSITION=3 AND (LCNB(3)='0&#

69、39;OR LCUP(2)='0') THEN　　DNUP<="01";POSITION<=POSITION+1;LC<=LC+'1';STATE<=UP;　　ELSIF POSITION=2 AND (LCNB(2)='1'OR LCUP(1)='1&#

70、39;) THEN　　DNUP<="01";STATE<=STOP;　　ELSIF POSITION=2 AND (LCNB(2)='0'OR LCUP(1)='0') THEN　　DNUP<="01";POSITION&l

71、t;=POSITION+1;LC<=LC+'1';STATE<=UP;　　ELSIF POSITION=1 AND (LCNB(1)='1'OR LCUP(0)='1') THEN　　DNUP<="01";STATE<=STOP;<p

72、>　　ELSIF POSITION=1 AND (LCNB(1)='0'OR LCUP(0)='0') THEN　　DNUP<="01";POSITION<=POSITION+1;LC<=LC+'1';STATE<=UP;　　END IF;

73、　　--下降運行狀態(tài)　　WHEN DOWN=>　　IF ILCNB(1)='1' THEN LCNB(1)<='1';END IF;--輸入讀入　　IF ILCNB(2)

74、='1' THEN LCNB(2)<='1';END IF;　　IF ILCNB(3)='1' THEN LCNB(3)<='1';END IF;　　IF ILCNB(4)='1' THEN LCNB(4)<='1';END IF;</

75、p>　　IF ILCUP(0)='1' THEN LCUP(0)<='1';END IF;　　IF ILCUP(1)='1' THEN LCUP(1)<='1';END IF;　　IF ILCUP(2)='1' THEN LCUP(2)

76、<='1';END IF;　　IF ILCDN(1)='1' THEN LCDN(1)<='1';END IF;　　IF ILCDN(2)='1' THEN LCDN(2)<='1';END IF;　　IF ILCD

77、N(3)='1' THEN LCDN(3)<='1';END IF;　　IF POSITION=1 AND (LCNB(1)='1'OR LCUP(0)='1') THEN　　DNUP<="01";STATE<=STOP;--底樓有請求，STOP<

78、/p>　　ELSIF POSITION=1 AND (LCNB(1)='0'OR LCUP(0)='0') THEN　　DNUP<="01";POSITION<=POSITION+1;LC<=LC+'1';STATE<=UP;　　ELS

79、IF POSITION=2 AND (LCNB(2)='1'OR LCDN(1)='1') THEN　　DNUP<="10";STATE<=STOP;　　ELSIF POSITION=2 AND (LCNB(2)='0'OR LCDN(1)='0') THEN

80、　　DNUP<="10";POSITION<=POSITION-1;LC<=LC-'1';STATE<=DOWN;　　ELSIF POSITION=3 AND (LCNB(3)='1'OR LCDN(2)='1') THEN

81、;　　DNUP<="10";STATE<=STOP;　　ELSIF POSITION=3 AND (LCNB(3)='0'OR LCDN(2)='0') THEN　　DNUP<="10";POSITION<=POSITION-1;LC<=LC-'

82、1';STATE<=DOWN;　　ELSIF POSITION=4 AND (LCNB(4)='1'OR LCDN(3)='1') THEN　　DNUP<="10";STATE<=STOP;　　ELSIF POSITION=4 AND

83、(LCNB(4)='0'OR LCDN(3)='0') THEN　　DNUP<="10";POSITION<=POSITION-1;LC<=LC-'1';STATE<=DOWN;　　END IF;<

84、;p>　　WHEN STOP=>STATE<=DOOROPEN;--停止狀態(tài)門開　　WHEN DOOROPEN=>DOOR<='1';　　LCNB(POSITION)<='0';LCDN(POSITION-1)<='0';LCUP(POSITION-1)<=&

85、#39;0';　　STATE<=WAIT1; --轉(zhuǎn)門等待狀態(tài)　　WHEN OTHERS=>STATE<=STOPON1;　　END CASE;　　END IF;<

86、/p>　　END PROCESS;　　END JGT;　　仿真波形圖　　管腳芯片圖　　鍵盤轉(zhuǎn)按鍵模塊的vhdl程序</p&g

87、t;　　LIBRARY IEEE;　　USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;　　USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;　　USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;　　entity PADT

88、OKEY is　　port (　　CPIN,R,VALIDKEY :IN STD_LOGIC;　　KEY :IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);　　KEYOUT: OUT STD_LOGIC_VECTOR(

89、15 DOWNTO 0);　　CLK_1MHZ,RST: OUT STD_LOGIC　　);　　end entity ;　　architecture JGT of PADTOKEY is　　S

90、IGNAL CTCP: INTEGER RANGE 0 TO 5;　　SIGNAL CPO :STD_LOGIC;　　SIGNAL CTCPO :INTEGER RANGE 0 TO 4999;　　TYPE STATES IS (S0,S1,S2);　　SIGNAL S

91、: STATES;　　begin　　PROCESS(CPIN)　　BEGIN　　IF CPIN='1' AND CPIN 'EVENT THEN&l

92、t;p>　　IF CTCP=5 THEN　　CPO <= NOT CPO; CTCP<=0;　　ELSE　　CTCP<=CTCP+1;　　END IF;

93、　　END IF;　　END PROCESS;　　PROCESS(CPO,R)　　BEGIN　　CLK_1MHZ<=CPO;

94、　IF R='1' THEN　　RST<='0';S<=S0;CTCPO<=0; KEYOUT<="0000000000000000";　　ELSIF CPO='1' AND CPO 'EVENT THEN　　IF

95、 CTCPO /= 4999 THEN　　CTCPO<=CTCPO+1;　　ELSE　　CTCPO<=0;　　CASE S IS

96、;　　WHEN S0 =>RST<='0';　　IF VALIDKEY='1' THEN　　S<=S1;　　CASE KEY IS　　WHEN "000

97、0"=>KEYOUT<="0000000000000001";　　WHEN "0001"=>KEYOUT<="0000000000000010";　　WHEN "0010"=>KEYOUT<="0000000000000

98、100";　　WHEN "0011"=>KEYOUT<="0000000000001000";　　WHEN "0100"=>KEYOUT<="0000000000010000";　　WHEN &quo

99、t;0101"=>KEYOUT<="0000000000100000";　　WHEN "0110"=>KEYOUT<="0000000001000000";　　WHEN "0111"=>KEYOUT<="00000000

100、10000000";　　WHEN "1000"=>KEYOUT<="0000000100000000";　　WHEN "1001"=>KEYOUT<="0000001000000000";　　WHEN

101、 "1010"=>KEYOUT<="0000010000000000";　　WHEN "1011"=>KEYOUT<="0000100000000000";　　WHEN "1100"=>KEYOUT<="000

102、1000000000000";　　WHEN "1101"=>KEYOUT<="0010000000000000";　　WHEN "1110"=>KEYOUT<="0100000000000000";

103、　WHEN "1111"=>KEYOUT<="1000000000000000";　　WHEN OTHERS=>NULL;　　END CASE;　　ELSE

104、　　S<=S0;KEYOUT<="0000000000000000";　　END IF;　　WHEN S1=>RST<='1';S<=S2;　　WHEN S2=>RST<='

105、;0';S<=S0;　　WHEN OTHERS=> NULL;　　END CASE;　　END IF;　　END IF;

106、;　　END PROCESS;　　end architecture JGT;　　管腳芯片圖　　LCD顯示模塊　　--File name DIANTILCD

107、　　-- 目的：在LCD上按格式顯示電梯各樓層按鍵(8層)、當前樓層、運行方向、開關(guān)門狀態(tài)　　--輸入：LCDN、LCUP、LCNB:分別為樓層外部下、上以及梯內(nèi)按鍵，每項8位，對應(yīng)8層，每位為1表示　　-- 對應(yīng)按鍵被按下。其最低位顯示在LCD左邊　　--R:復位；DOOR:1/

108、0：開/關(guān)門 DNUP:運行方向指示，10/01/00:下/上/停止　　--提示：可將兩位BCD碼用總線合并的形式連入　　--注意：每個總線形式的輸入均為LOGIC_VECTOR形式，因此，相應(yīng)電路的輸出要定義為LOGIC　　--VECTOR 形式，整型形式不能使用。

109、　--CPIN 時鐘脈沖輸入按10MHz設(shè)計 ;復位R　　LIBRARY IEEE;　　USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;　　USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;　　entity DTLCD is

110、　　port (CPIN,R,BUSY,DOOR :IN STD_LOGIC;　　LCDN,LCUP,LCNB :IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);　　LC : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);　　DNUP:IN STD_LOGI

111、C_VECTOR(1 DOWNTO 0);　　CLK,RST,STROBE,OUTLINE : OUT STD_LOGIC;　　DATA : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);　　ADDR : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)

112、　　);　　end entity ;　　architecture JGT of DTLCD is　　function to_uint (a: std_Logic_vector) return integer is

113、alias av: std_logic_vector (1 to a'length) is a;　　variable val: integer := 0;　　variable b: integer := 1;　　begin

114、for i in a'length downto 1 loop　　if (av(i) = '1') then -- if LSB is '1',　　val := val + b; -- add value for current bit position

115、　end if;　　b := b * 2; -- Shift left 1 bit　　end loop;　　return val;　　end to_uint;　　-----

116、---------------------------------------------------　　-- Convert an integer to a std_ulogic_vector　　--　　function to_vector (size: integer;

117、val: integer) return std_logic_vector is　　variable vec: std_logic_vector (1 to size);　　variable a: integer;　　begin<

118、;b>　　a := val;　　for i in size downto 1 loop　　if ((a mod 2) = 1) then　　vec(i) := '1';　　else</p

119、>　　vec(i) := '0';　　end if;　　a := a / 2;　　end loop;　　return vec;&

120、lt;p>　　end to_vector;　　TYPE STATES IS (S0,S1,S2);　　SIGNAL S: STATES;　　SIGNAL LCDPT : INTEGER RANGE 0 TO 28;　　SIGNAL CPCT : INTEGER R

121、ANGE 0 TO 65535;　　SIGNAL CP: STD_LOGIC;　　--SIGNAL ASCEW,ASCSN : STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);　　begin　　PROCESS(CPIN,R)

122、　　BEGIN　　CLK<=CPIN;　　IF R='1' THEN　　CPCT<=65535;　　ELSIF CPIN='1' AND CPIN

123、'EVENT THEN　　IF CPCT=0 THEN　　CPCT<=65535;CP<=NOT CP;　　ELSE　　CPCT<=CPCT-1;

124、　END IF;　　END IF;　　END PROCESS; --分頻為500US周期　　--主進程：擬采用500us時鐘，即在500us后完成狀態(tài)轉(zhuǎn)換，修改LCDPT指針　　--S0:初始狀態(tài),在R=1時，處

125、于S0狀態(tài),LCDPT=0　　-- 流程：輸出rst=1, 轉(zhuǎn)S1　　--S1:輸出RST=0;判斷BUSY=0? :Y: LCDPT+1;LCDPT到固定最后？::N: ->S2　　-- ::Y: 轉(zhuǎn)S3</p

126、>　　-- ;N; NULL　　--S2:給出STROBE信號。轉(zhuǎn)S1　　--S1,S2完成初始化固定顯示的功能　　PROCESS(CP,R)　　BEGIN

127、　　IF R='1' THEN　　S<=S0;LCDPT<=0;RST<='1';　　ELSIF CP='1' AND CP 'EVENT THEN　　CASE S IS</

128、b>　　WHEN S0=> S<=S1;LCDPT<=0;RST<='1';　　WHEN S1=> RST<='0';STROBE<='0';　　IF BUSY='0' THEN

129、　　IF LCDPT=28 THEN　　LCDPT<=1;　　ELSE　　LCDPT<=LCDPT+1;　　END IF;<

130、;/p>　　S<=S2;　　END IF;　　WHEN S2=> S<=S1;STROBE<='1';　　--S1~S完成掃描顯示功能<p&

131、gt;　　--S3:BUSY=0? :Y: LCDPT循環(huán)+1 ，轉(zhuǎn)S4　　--S4:給出STROBE信號，轉(zhuǎn)S3　　WHEN OTHERS=> NULL;　　END CASE;　　END IF;</b&

132、gt;　　END PROCESS;　　--選擇輸出進程(LCDPT)　　--LCDPT=0,NULL　　-- =1~8 顯示樓層上行按鍵 1/0: A/空: 9~16：梯內(nèi)按鍵1/0:O/空　　--17~24:顯示樓層下

133、行按鍵：1/0:V /空；25~28：開關(guān)門顯示　　--29:樓層 30: 運行方向 10/01/00: V/A/空　　PROCESS(LCDPT)　　VARIABLE N: INTEGER RANGE 0 TO 31;　　VARIABLE NADD: STD_L

134、OGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);　　BEGIN　　IF NOT(LCDPT=0) THEN　　IF LCDPT<9 THEN --上行鍵顯示區(qū)　　N:=LCDPT-1;</p&g

135、t;　　NADD:=TO_VECTOR(4,N);　　IF LCUP(N)='1' THEN　　DATA<=X"41"; --A　　ELSE　　DATA<=X&qu

136、ot;20";--空格　　END IF;　　ADDR<=NADD;OUTLINE<='0';--根據(jù)LCUP對應(yīng)位的1/0顯示A或空格　　ELSIF LCDPT<17 THEN --梯內(nèi)鍵顯示區(qū)<p&

137、gt;　　N:=LCDPT-1;　　NADD:=TO_VECTOR(4,N);　　N:=N-8; --N為8~15,變換為0~7　　IF LCNB(N)='1' THEN　　DATA<=X"4F"; --

138、O　　ELSE　　DATA<=X"20";--空格　　END IF;　　ADDR<=NADD;OUTLINE<='0';--根據(jù)LCNB對應(yīng)位

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