基于FPGA的六层电梯控制系统课程设计

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1、基于 FPGA 的六层电梯控制系统 电子技术课程设计 题 目 基于 FPGA 的 六层电梯控制系统 学生姓名 专业班级 电子信息工程 10-01 学 号 院 （系） 电气信息工程学院 指导教师 完成时间 2013 年 06 月 22 日 基于 FPGA 的六层电梯控制系统 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 题目题目 基于基于 FPGAFPGA 的的六层电梯控制系统六层电梯控制系统 主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容、基本要求、主要参考资料等： 主要内容主要内容： 要求学生使用硬件描述语言设计六层电梯控制系统的 FPGA 源程序，实现如下功能：(1)每 层电梯入口处设有上下请求

2、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，开门后,经一段时延后，电梯门关闭电梯继续进行，直至执行完最后一个请求信号 后停留在当前层。 (4)电梯运行规则：当处于上升模式时，只响应比所在位置高的请求信号， 由下而上逐个执行，直到最后一个上楼请求执行完毕；高层有下楼请求，则直接升到请求层， 进入下降模式。当电梯处于下降模式时则与上升模式相反。 基本要求基本要求： 1、掌握 FPGA 的程序设计方法。 2、掌握硬件描述语言语法。 3、掌握有限状态机的原理与实现方法。 4、程序设计

3、完成后要求在软件中实现功能仿真。 主要参考资料：主要参考资料： 1、王锁萍.电子设计自动化（EDA）教程M.成都：成都电子科技大学出版社,2006. 2、何立民EDA 应用技术选编M北京：北京航空航天大学出版社，2008 完完 成成 期期 限：限： 2013.6.212013.6.25 指 导教师签名：指 导教师签名： 课程负责人签名：课程负责人签名： 2013 年年 6 月月 18 基于 FPGA 的六层电梯控制系统 摘要 I 1 概述 1 1.1 课题背景及意义. 1 1.2 EDA 技术及实现方法概述 1 1.2.1 EDA 技术简介.2 1.2.2 FPGA 简介.3 1.2.3 VH

4、DL 语言介绍 4 1.3 状态机简介 . 5 2 系统方案设计 6 2.1 设计要求 6 2.2 总体设计方案 . 6 2.2.1 控制器模块化概述 .6 2.2.2 电梯上下层运行流程图 .7 2.2.3 电梯运行控制流程图 8 2.2.4 电梯控制器设计思路 .9 2.3 设计的 VHDL 实现 . 10 2.3.1 控制器实体设计 10 2.3.2 控制器结构体设计 11 3 器件选型 . 11 3.1 FPGA 芯片选型 . 11 目录 基于 FPGA 的六层电梯控制系统 3.2 功能模块 . 12 3.2.1 主控器模块 12 3.2.2 分频器模块 13 3.2.3 译码器模块

5、13 3.2.4 数据选择器模块 14 4 程序仿真 . 15 4.1 电梯控制器仿真分析 15 4.2 其它模块仿真 . 19 5 结论 . 19 参考文献 . 21 致谢. 22 附录. 23 基于 FPGA 的六层电梯控制系统 基于 FPGA 的六层电梯控制系统 摘 要 本设计是基于电子设计自动化（EDA）技术中的甚高速集成电路硬件描述语言 （VHDL）语言,运用 FPGA 所开发的四层电梯控制程序，采用 Quartus II 软件仿真。 运用有限状态机的设计方法，设计了两个进程相互配合，状态机进程作为主要进程， 信号灯控制进程作为辅助进程。在主进程中定义了 7 个状态，在电梯时钟的触发

6、下， 通过当前状态和信号灯信号判定下一状态。信号灯控制进程中，信号灯存储按键请求 情况，它的熄灭是由状态机进程中传出的信号来控制。 通过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。 关键词：电梯控制器 VHDL 状态机 FPGA 基于 FPGA 的六层电梯控制系统 1 1 概述 1.1 课题背景及意义 随高层楼宇的增加，电梯越来越多的走进了人们的生活，对人们的生活的影响越 来越大。为了让电梯更好的服务人们，各种电梯新技术不断地发展起来。随着人们生 活水平的不断提高，经济的快速发展和生产生活的需要，城市高层建筑如雨后春笋拔 地而起。与此相应，作为一种可以垂直升降运输的工具一电梯也得到迅猛的发展。现 在，电梯已完全融入我们的生活、工作及学习中，人们越来越离不开它。因