基于FSM的电梯控制系统的设计与实现

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控制系统中文核心期刊《微计算机信息》（测控自动化）２００６年第２２卷第９—１期

求，电梯首先在第二层停留，然后下降到一层，随后再在响应第二层上升请求，上升到二层，乘客进人电梯以后要求上升到三层，所以电梯最后停留的位置是三层。

３．３实验结果

在完整的系统设计中使用Ｍａｘ＋ＰｌｕｓＩＩ完成ＶＨＤＬ描述和原理图的层次设计。在底层设计中，用ＶＨＤＬ分别实现每一个模块的功能，将每个模块生成可供Ｍａｘ＋ＰｌｕｓＩＩ调用的器件符号，再将这些器件符号连接在一起构成整个系统原理图，如图４所示。

图４系统电路原理图

整个系统设计完成后，经过编译生成．ｐｏｆ文件，仿真成功后．下载到ＥＰＭ７１２８ＳＬＣ８４—１５芯片中。根据管脚分配图对已有的硬件电路进行连线，实验电路如图５所示。

图５实验电路图

３．４结果分析

通过对实际的硬件测试，数码管正确显示了楼层．发光二极管响应显示了电梯的状态．通过对不同初始状态的测试，发现除了由按键抖动带来的部分误操作外，电梯的状态转换完全符合电梯运行规则。说明这种设计方法是有效的。

由于很容易通过编程改变ＣＰＬＤ器件的控制功能．而且电梯运行的基本状态变换规律是不随楼层数变化的．因此，只需要改变相应的输入、输出端口设计就可满足不同楼层数的设计需要。

４结束语

本次设计基于自顶向下的设计方法，用ｖｈｄｌ实现了电梯各状态之间的转换程序控制。在Ｍａｘ＋ＰｌｕｓＩＩ环境下通过使用ＳｙｎｐｌｉｆｙＰｒｏ软件特有的综合功能，从对软件程序的编译、仿真到可编程逻辑芯片的功能实现都进行了优化，大大提高了设计效率。这种方法可广泛用于各种复杂状态机控制的设计之中。

本文作者创新点：当前．最常用的ｃｐｌｄ芯片是由Ａｈｅｒａ公司提供的，Ｍａｘ＋ＰｌｕｓⅡ是与之对应的开发集成环境。但Ｍａｘ＋ＰｌｕｓＩＩ无法完成对复杂状态机程序的编译优化，ＳｙｎｐｌｉｆｙＰｒｏ有很好的综合与优化、布线功能．但要下载到由Ａｈｅｒａ公司提供的ｃｐｌｄ芯片中，形成硬件系统又离不开Ｍａｘ＋ＰｌｕｓＩＩ。本次设计通过把

Ｓｙｎｐｌｉｆｙ

Ｐｒｏ引入Ｍａｘ＋ＰｌｕｓＩＩ对所设计的电梯控制程序完成了综合仿真．并下载到Ａｈｅｒａ公司生产的ｃｐｌｄ芯片中，最终完成了硬件测试。这种把Ｍａｘ＋ＰｌｕｓＩＩ与Ｓｙｎｐｌｉｆｙ

Ｐｒｏ有机结合完成相对复杂的状态机控制的方法很有现实意义，可广泛应用于诸如自动售货机、取款机、公交自动投币系统等需要对多状态转换进行控制的领域。

参考文献：

［１］彭宝，范婷婷，马建国．基于ＶｅｒｉｌｏｇＨＤＬ语言的ＦＰＧＡ设计［Ｊ】．微计算机信息．２００４，１０：８１—８２。

［２］李宗伯，王蓉晖．ＶＨＤＬ设计表示和综合．北京：机械工业出版社．２００２

［３】潘松，黄继业．ＥＤＡ技术应用教程．北京：科学出版社，２００２［４】褚振勇，翁木云．ＦＰＧＡ设计及应用．西安：西安电子科技大学出版社，２００２

作者简介：聂翔：男，１９６８年，陕西理工学院电子与信息工程系副教授。

（７２３００３陕西汉中陕西理工学院）聂翔王春侠

（ＳｈａａｎｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨａｎｚｈｏｎｇＳｈａａｎｘｉ７２３００３）Ｎｉｅ，ＸｉａｎｇＷａｎｇ，Ｃｈｕｎｘｉａ

通讯地址：

（７２３０００陕西汉中明珠小区２６１号信箱）聂翔

（投稿日期：２００６．１．６）ｆ１｜参稿日期：２００６．２．１７）

（接７７页）原理与开发．北京：电子工业出版社，２００５．４

［４］毛晓波，贾更新．基于定点ＤＳＰ的浮点开平方算法的实现［Ｊ］微计算机信息，２００３，４：４０

作者简介：杜劲松：男，汉，硕士生导师，主要从事计算机测量与控制、自动化系统集成方面的研究；蒋华英：女，１９８０年１２月生，汉，中科院在读硕士，模式识别与智能系统专业。

Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＤｕＪｉｎｓｏｎｇ：Ｍａｌｅ，Ｃｈｉｎｅｓｅ，Ｍａｓｔｅｒｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ，Ｍａｉｎｆｉｅｌｄ：Ｃｏｍｐｕｔｅｒｔｅｓｔｉｎｇａｎｄｃｏｎｔｒｏｌ，Ａｕｔｏｍａｔｅｄｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ；ＪｉａｎｇＨｕａｙｉｎｇ：Ｆｅｍａｌｅ，ＢｏｒｎｉｎＤｅｃ．１９８０，Ｃｈｉｎｅｓｅ，ＧｒａｄｕａｔｅｓｔｕｄｅｎｔｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＭａｊｏｒｉｎＰａｔｔｅｒｎＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎａｎｄＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＳｙｓｔｅｍ．

（１１００１６沈阳中国科学院沈阳自动化研究所）杜劲松蒋华英

（１０００３９北京中国科学院研究生院）蒋华英

（ＳｈｅｎｙａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１００１６）Ｄｕ，ＪｉｎｓｏｎｇＪｉａｎｇ，Ｈｕａｙｉｎｇ

（ＧｒａｄｕａｔｅＳｃｈｏｏｌｏｆｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００３９）Ｊｉａｎｇ，Ｈｕａｙｉｎｇ

通讯地址：（１０００１６辽宁省沈阳市南塔街１１４号中科院沈阳自动化研究所第五研究室）蒋华英

（投稿日期：２００６．１．８）（修稿日期：２００６．２．１８）

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