1、数字电路课程设计数字电路课程设计 题目：题目：基于基于 FPGAFPGA 的的 4 4 层层电梯控制电梯控制 一、一、基本原理基本原理 设计一个 4 层楼的电梯控制器。 该控制器可控制电梯完成 4 层楼的载客服而且遵循方向 优先原则，并能响应提前关门延时关门；同时指示电梯运行情况、电梯开关门状态和电梯内 外请求信息。 可选的电梯控制方式:1.内部请求优先控制方式 2.单向层层停控制方式 3.方向优先控制方 式 1.1.内部请求优先控制方式方案内部请求优先控制方式方案 内部请求优先控制方式类似于出租车的工作方式， 先将车上的人送至目的地， 再去载客。 作为通用型电梯应该服务于大多数人，必须考虑电
2、梯对内、外请求的响应率 P：Pin = 100%;Pout = 0100%;在内部请求优先控制方式中，当电梯外部人的请求和电梯内部人的请 求冲突时，外部人的请求信号可能被长时间忽略，因而它不能作为通用型电梯的设计方案。 2.2.单向层层停控制方式方案单向层层停控制方式方案 单向层层停控制方式等同于火车的运行方式，遇站即停止、开门。这种方案的优点在于 “面面俱到”， 可以保证所有人的请求都能得到响应。 然而这样对电梯的效率产生消极影响： 不必要的等待消耗了大量时间， 而且电梯的运作与用户的请求无关， 当无请求时电梯也照常 跑空车，就浪费了大量电能。对用户而言，此种控制方式的请求响应时间也不是很快
3、。因而 这不是理想的方案。 3.3.方向优先控制方式方案方向优先控制方式方案 方向优先控制是指电梯运行到某一楼层时先考虑这一楼层是否有请求： 有， 则停止； 无， 则继续前进。 停下后再启动时， 考虑前方上方、 或下方是否有请求： 有， 则继续前进； 无，则停止；检测后方是否有请求， 有请求则转向运行， 无请求则维持停止状态。这种 运作方式下，电梯对用户的请求响应率为 100%，且响应的时间较短。假设： 电梯每两层间 的运行时间为 T ,楼层数为 6, 在每层楼的停止时间为 t, 如果每层楼都有请求,则这种控 制方式的效率和上面的单向每层停等控制方式的效率一样, 然而, 当不是每层楼都有请求
4、(假定为只有第 6 层有请求输入) 时,上面的方式 2(设为 A 方式)的响应时间 T=5*(T + t ) 而方向优先控制方式(设为 B 方式)对同一请求的响应时间 T1=5*T 即效率比 b/a = 1 + t /T 方向优先控制方式的效率远大于单向层层停等控制方式的效率。而且，方向优先控 制方式下，电梯在维持停止状态的时候可以进入省电模式，又能节省大量电能，本设计选择 方向优先控制方式。 二、二、模块设计模块设计: 1.外部数据高速采集模块设计 2.信号存储模块 3.基于 FPGA 的中央处理模块 4.信号的输出、 显示模块 1.1.外部数据高速采集模块设计外部数据高速采集模块设计 对外部信号采集、处理要求电梯控制器：（1）外部请求信号的实时、准确采集。（2） 准确、实时的捕捉楼层到达信号。（3）有效的防止楼层到达信号、外部请求信号的误判。 控制器采用 FPGA 作为系统控制的核心，系统时钟频率是 32.0000MHz，完全可以满足实时采 集数据的要求。由于电路中毛刺现象的存在，信号的纯净度降低，单个的毛刺往往被误作为 系统状态转
