自动升降电梯控制设计.

武汉理工大学ＦＰＧＡ课程设计

课程设计任务书

学生姓名：专业班级：

指导教师：工作单位：

题目:自动升降电梯控制设计

初始条件：ISE、Modelsim软件

要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）

设计任务：根据自动电梯工作原理，用ISE软件设计一个自动升降电梯控制器。该系统主要由四个模块构成：外部数据高速采集模块设计、信号存储模块、基于FPGA的中央处理模块和信号的输出、显示模块。

设计要求：

（1）设计一个6层楼的电梯控制器；

（2）该控制器可控制电梯完成6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，并具有超载报警和故障报警；

（3）同时指示电梯运行情况和电梯内外请求信息。

时间安排：

序号设计内容

所用

时间

1 根据课题的技术指标，确定整体方案，并进行参数设计计算2天

2 根据实验条件进行全部或部分程序的编写与调试，并完成基本功能4天

3 总结编写课程设计报告1天

合计1周指导教师签名：年月日

系主任（或责任教师）签名：年月日

目录

摘要 (2)

Abstract (3)

一、VHDL与ISE简介 (4)

1.1 VHDL语言介绍 (4)

1.1.1 VHDL语言特点介绍 (4)

1.1.2 VHDL的设计步骤 (4)

1.1.3 VHDL语言编程格式 (5)

1.2 ISE概述 (6)

二、总体方案设计 (7)

2.1设计要求 (7)

2.2 方案论证 (7)

2.4 电梯控制器的总体设计方案 (8)

2.5 电梯控制器模块设计 (9)

2.5.1 外部数据高速采集模块设计 (10)

2.5.2 信号存储模块 (10)

2.5.3 基于FPGA的中央处理模块 (11)

2.5.4 信号的输出、显示模块 (11)

三、程序设计及波形仿真 (13)

3.1 程序流程分析 (13)

3.1.1端口、寄存器设计说明 (14)

3.1.2 程序调试及引脚锁定 (15)

3.2波形仿真 (16)

3.2.1电梯功能实现与仿真结果分析 (17)

四、设计总结 (20)

4.1 可行性分析 (20)

4.2 总结 (20)

参考文献 (21)

附录 (22)

摘要

电梯作为垂直方向的交通工具，在高层建筑和公共场所已成为不可或缺的设备。中国是全球最大的电梯市场，也具有最强的电梯生产能力，但由于缺乏自主知识产权和核心技术，自主品牌占市场的份额很少。随着社会需求的变化，电梯朝着节能、环保及智能化方向发展。

本设计语言采用VHDL，源程序Xilinx公司的ISE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，分别是“dooropen”“doorclose”“doorwait4”“up”“down”和“stop”,在电梯时钟的触发下，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。

关键字：电梯控制器；VHDL；FPGA

Abstract

Elevator has become an indispensable device as a vertical transport in high-rise buildings and public places. China is the world’s largest elevator market ,and also has the highest lift capacity. But the lack of independent intellectual property rights and core technologies, the market share of own brands account for very little. With the changing of the community’s needs, elevator develop towards energy saving, environmental protection and intelligent.

This design which uses VHDL simulated by Xilinx’s ISE software. I use method named finite state machine which two processes complement each other. The state machine process act as the main process, and the signal control process act as a assistant. Seven states were defined in the main process, namely “stopon1” “dooropen” “doorclose” “doorwait4” “up”“down” and “stop”. Triggered by the lift’s clock, the next state is dete rmined by the current state and the signal. In signal control process, registers keep input value, and lamps black out when the control process, registers keep input value, and lamps black out when the control signal in the main process is high value.

Key words: Elevator Controller；VHDL State Machine；FPGA