四层电梯控制器

课程设计任务书

目录第1章引言•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••2

1.1 EDA技术的概念•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••2

1.2 EDA技术的特点•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••2

1.3 EDA设计流程••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••2

1.4 VHDL介绍••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3

第2章电梯控制器的设计要求与设计思路••••••••••••••••••4

2.1 设计目的

••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••42.2 设计要求••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••4

第3章电梯控制器的综合设计••••••••••••••••••••••••••••••••53.1 电梯控制器功能•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••53.2 电梯控制器设计方案•••••••••••••••••••••••••••••••••••53.3 电梯控制器实体设计•••••••••••••••••••••••••••••••••••63.4 电梯控制器结构体设计••••••••••••••••••••••••••••••••63.5 电梯控制器VHDL设计••••••••••••••••••••••••••••••7

3.6 电梯控制器仿真图形••••••••••••••••••••••••••••••••••10

小结•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••11 参考文献•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••12

一、引言

1.1 EDA技术的概念

EDA是电子设计自动化

EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。

1.2 EDA技术的特点

利用EDA技术进行电子系统的设计，具有以下几个特点：①用软件的方式设计硬件；②用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的；③设计过程中可用有关软件进行各种仿真；④系统可现场编程，在线升级；⑤整个系统可集成在一个芯片上，体积小、功耗低、可靠性高。因此，EDA技术是现代电子设计的发展趋势。

1.3 EDA设计流程

典型的EDA设计流程如下:

1、文本/原理图编辑与修改。首先利用EDA工具的文本或图形编辑

器将设计者的设计意图用文本或图形方式表达出来。

2、编译。完成设计描述后即可通过编译器进行排错编译，变成特定

的文本格式，为下一步的综合做准备。

3、综合。将软件设计与硬件的可实现性挂钩，是将软件转化为硬件

电路的关键步骤。

4、行为仿真和功能仿真。利用产生的网表文件进行功能仿真，以便了解设计描述与设计意图的一致性。

5、适配。利用FPGA/CPLD布局布线适配器将综合后的网表文件针对某一具体的目标器件进行逻辑映射操作，其中包括底层器件配置、逻辑分割、逻辑优化、布局布线。适配报告指明了芯片内资源的分配与利用、引脚锁定、设计的布尔方程描述情况。

6、功能仿真和时序仿真。

7、下载。如果以上的所有过程都没有发现问题，就可以将适配器产

生的下载文件通过FPGA/CPLD下载电缆载入目标芯片中。

8、硬件仿真与测试。

1.4硬件描述语言

VHDL(Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language>主要用于描述数字系统的结构，行为，功能和接口。除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL的语言形式和描述风格与句法是十分类似于一般的计算机高级语言。VHDL的程序结构特点是将一项项目设计，或称设计实体<可以是一个元件，一个电路模块或一个系统）分成外部<或称可是部分,及端口>和内部<或称不可视部分），既涉及实体的内部功能和算法完成部分。在对一个设计实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其他的设计就可以直接调用这个实体。这种将设计实体分成内外部分的概念是VHDL系统设计的基本。

1.用VHDL代码而不是用原理图进行设计，意味着整个电路板的模型

及性能可用计算机模拟进行验证。

2.VHDL元件的设计与工艺无关，与工艺独立，方便工艺转换。

3.VHDL支持各种设计方法，自顶向下、自底向上或者混合的都可

以。

4.可以进行从系统级到逻辑级的描述，即混合描述。

5.VHDL区别于其他的HDL，已形成标准，其代码在不同的系统中可

交换建模。

二、电梯控制器的设计要求与设计思路

2.1 设计目的

本次设计的目的就是通过实践深入理解EDA技术并掌握VHDL硬件描述语言的设计方法和思想。通过学习的VHDL语言结合电子电路的设计知识理论联系实际，掌握所学的课程知识和基本单元电路的综合设计应用。通过对实用电梯控制系统的设计，巩固和综合运用所学知识，提高设计能力，提高分析、解决计算机技术实际问题的独立工作能力。2.2 设计要求

电梯控制器是控制电梯按顾客要求自动上下的装置。本文采用VHDL语言来设计实用六层电梯控制器，其代码具有良好的可读性和易理解性，源程序经A1tera公司的MAX+plus II软件仿真。通过对四层电梯控制器的设计，可以发现本设计有一定的扩展性，而且可以作为更多层电梯控制器实现的基础。