电梯控制器

• 在“无司机”模式下，在电梯暂停、开门的头3s内，乘客 可按一下提前关门按钮“close”，使电梯门提前关闭，1s 后电梯继续运行；或按住延迟关门按钮“open”，使电梯 门一直处于开门状态，一旦松开此按钮，则电梯门自动关门， 1s后电梯继续运行

电梯从一个楼层运行到相邻楼层的时间为2s 遵循电梯的调度算法
3 2019/1/6
实验要求

设计一个电梯控制器，使之按电梯的调度算法控制 电梯完成4个楼层的载客服务。 功能要求

2019/1/6
电梯分为“运行”模式和“下班”模式 • “运行”模式：当电梯工开始上班时，先用钥匙打开 电梯门口的开关锁，使电梯及电梯控制器通电，则 power变为“1”，电梯进入“运行”模式。再按一 下1楼电梯门口的↑按钮，则电梯门打开，楼层显示 status为1。 • “下班”模式：电梯运行一天后，当电梯工要下班时， 先将电梯内开关admin切换到“有司机”模式（高电 平）；按一下cmd1按钮，使电梯下行到1楼，暂停， 门会自动打开，并一直开着，同时不会再响应任何呼 叫请求；然后电梯工用钥匙将电梯门口的开关锁锁住， 则电梯“运行”模式将切换到“下班”模式，电梯门 4 自动关闭，电源切断。
5
2019/1/6

搭便车
• 若乘客在某楼层按下某方向呼叫按钮后，当电梯 在以相应方向运行并经过该楼层时应暂停，自动 开门。

直接响应
• 如果电梯事先在某一楼层停留不动，当有乘客在 另一楼层按下某方向呼叫按钮后，则电梯直接来 到呼叫者所在楼层让乘客进入。
6 2019/1/6

提前关门和延迟关门功能
12 2019/1/6
输入、输出信号

输入信号

clk_1KHz：用作simulator电梯模拟子模块的输入时钟； clk_10Hz：用作display显示子模块的输入时钟； power：选择电梯为“运行”模式或“下班”模式 ； admin：选择电梯运行模式“有司机”或“无司机” ； ipt[0:9]：10个按钮输入信号（为脉冲信号）； close_n：关门按钮； open_n：开门按钮 。
电梯内控制面板示意图
10



上班和下班 选择运行模式 若选择“无司机”运行模式



电梯最初停在1层 当电梯到达目的地 当电梯一直停在某层时 一直开门（或称为延迟关门） 提前关门 有反方向的呼叫信号时 电梯内外的↑（或↓）箭头何时点亮 当有乘客呼叫时，电梯内控制面板上对应该楼层数字点亮， 表示该层有呼叫请求
8 2019/1/6
预备知识

控制系统的一般模型 被控系统的状态 状态机与控制数字逻辑电路的控制系统 逻辑模型的建立
9 2019/1/6
电梯控制器工源自文库原理

与电梯控制和显示有关的输入、输出设备


↑ ↓ 456 123
2019/1/6
每层电梯门口有： • ↑按钮和/或↓按钮 • 米字型显示器 • 数码管 电梯内有一个控制面板，上面有： • 楼层选择按钮1~4 • 开门按钮“open”和关门按钮“close” • 有一个米字型显示器 • 还有一个数码管
电梯控制器
内容概要
实验目的 实验要求 预备知识 电梯控制器工作原理 输入、输出信号 设计思路
进行仿真
引脚锁定、编程下载及在线调试 （选做）功能扩展
实验报告
2019/1/6
2
实验目的



了解控制系统的一般工作方式。 熟悉从根据基本的行为模型或功能要求建 立逻辑模型到进一步完成全部系统的整个 设计过程，并掌握其中的设计思路与方法。 了解电梯调度算法的思想及应用。
11
2019/1/6

若选择“有司机”运行模式

“有司机”模式下，没有自动关门功能，也就 没有提前关门和延迟关门（则不会用到open按 钮）的情况。
注意电梯的运行方向不是由电梯工人工控制
的，它是根据电梯的调度算法自动实现的。
电梯工的主要工作是操作电梯门的关闭，一
旦门关闭，则电梯按调度算法上行或下行。

当电梯处于运行模式时，又分为“有司机”模 式和“无司机”模式
• “有司机”模式：当电梯门打开后，门会一直开 着，必须由电梯工按一下关门按钮“close”， 电梯门才会关闭，然后电梯才会响应呼叫信号， 上行或下行。无自动关门功能，也就没有提前关 门和延迟关门的情况。 • “无司机”模式：无须电梯工操纵，电梯可无人 驾驶自动运行；电梯门打开后等待3s则门会自动 关闭，然后电梯响应呼叫信号，上行或下行。在 “无司机”模式下，有自动关门功能，也有提前 关门和延迟关门的功能。
14 2019/1/6
dirup，dirdown：电梯上升、下降指示信号； ctrl_up，ctrl_down：电梯上升、下降控制信号；

提示：ctrlup=dirup&!stop; ctrldown=dirdown&!stop ;
注意只有在“无司机”运行模式下，存在提前关
门、延迟关门的情况 ；
在“有司机”运行模式下，不存在提前关门、延
迟关门的情况。
2019/1/6
13

输出信号




eleIn[3:0]：电梯内面板上显示楼层号的数码管； floor1[3:0]：电梯外1层处面板上显示楼层号的 数码管； floor2[3:0]：电梯外2层处面板上显示楼层号的 数码管； floor3[3:0]：电梯外3层处面板上显示楼层号的 数码管； floor4[3:0]：电梯外4层处面板上显示楼层号的 数码管；
• 电梯在一次运行中，要在到达这一运行方向上请求到 达的最后一个楼层之后才改变运行方向。这样能够在 不按照时间顺序对各个命令和呼叫排队的情况下较快 地满足所有乘客的要求，同时运行效率（负载率）较 高，不必频繁改变运行方向。
7
2019/1/6

显示功能
• 电梯内控制面板上显示区域的数码管和位于各楼 层电梯门口的数码管，当电梯运动时稳定显示电 梯刚经过的楼层号；到达某层后控制面板上的数 码管和该楼层电梯门口的数码管闪烁显示当前所 在楼层号（关门1秒后不再闪烁）。 • 位于每楼层电梯门口和电梯内控制面板上显示区 域的米字型显示器，当电梯上升时显示为上升， 当电梯下降时显示为下降 。