电梯控制器优质资料课件.ppt

醇骄淖录剖幻蕊杆赞沪斩碎参膏甭誓队擒息虱碉瞻亡恫冗航亩审茸海倦旱0603016电梯控制器0603016电梯控制器计算机计算机EDA设计实验教程设计实验教程实验十二实验十二 电梯控制器电梯控制器北航计算机学院 艾明晶蓖芭拷傣络财胜弯菠饥受硷沾彭块列密絮展黔夺归舒叉庆认交们侗敛渭赔0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/20231内容概要v实验目的实验目的v实验要求实验要求v预备知识预备知识 v电梯控制器工作原理电梯控制器工作原理 v输入、输出信号输入、输出信号 v设计思路设计思路 v进行仿真进行仿真 v引脚锁定、编程下载及在线调试引脚锁定、编程下载及在线调试 v（选做）功能扩展（选做）功能扩展 v实验报告实验报告 贾预癸戊帘引吭洞奠怪儿洞蹬烷星框墩漏校逆彪舶裂辟岸柄产哪冷燥场祝0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/20232实验目的 n了解控制系统的一般工作方式。了解控制系统的一般工作方式。n熟悉从根据基本的行为模型或功能要求建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。设计过程，并掌握其中的设计思路与方法。n了解电梯调度算法的思想及应用。了解电梯调度算法的思想及应用。西辅棺述爱元灰碑迹裁陈银鱼背污瘟卿款拴眨琢荒加迁奴搪汪登不酚仆的0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/20233实验要求n设计一个电梯控制器，使之按电梯的调度算法控制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电梯完成4个楼层的载客服务。个楼层的载客服务。n功能要求功能要求 电梯分为电梯分为“运行运行”模式和模式和“下班下班”模式模式“运行运行”模式：当电梯工开始上班时，先用钥匙打开模式：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，则电梯门口的开关锁，使电梯及电梯控制器通电，则power变为变为“1”，电梯进入，电梯进入“运行运行”模式。再按一模式。再按一下下1楼电梯门口的楼电梯门口的按钮，则电梯门打开，楼层显示按钮，则电梯门打开，楼层显示status为为1。“下班下班”模式：电梯运行一天后，当电梯工要下班时，模式：电梯运行一天后，当电梯工要下班时，先将电梯内开关先将电梯内开关admin切换到切换到“有司机有司机”模式（高电模式（高电平）；按一下平）；按一下cmd1按钮，使电梯下行到按钮，使电梯下行到1楼，暂停，楼，暂停，门会自动打开，并一直开着，同时不会再响应任何呼门会自动打开，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，叫请求；然后电梯工用钥匙将电梯门口的开关锁锁住，则电梯则电梯“运行运行”模式将切换到模式将切换到“下班下班”模式，电梯门模式，电梯门自动关闭，电源切断。自动关闭，电源切断。空闹荡露长句餐嚷代兽郧柔屈吻郧靡各足埃绽氏会那矩曙蕾邢曼诊职隶歼0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/20234当电梯处于运行模式时，又分为当电梯处于运行模式时，又分为“有司机有司机”模模式和式和“无司机无司机”模式模式“有司机有司机”模式：当电梯门打开后，门会一直开模式：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，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。门和延迟关门的情况。“无司机无司机”模式：无须电梯工操纵，电梯可无人模式：无须电梯工操纵，电梯可无人驾驶自动运行；电梯门打开后等待驾驶自动运行；电梯门打开后等待3s则门会自动则门会自动关闭，然后电梯响应呼叫信号，上行或下行。在关闭，然后电梯响应呼叫信号，上行或下行。在“无司机无司机”模式下，有自动关门功能，也有提前模式下，有自动关门功能，也有提前关门和延迟关门的功能。关门和延迟关门的功能。起漠抿僵翱着跌恫缺艇绑啼粒胁茶于囤滇哟挫镁窍忙选岁坪几梳惦淌帛惫0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/20235搭便车搭便车若乘客在某楼层按下某方向呼叫按钮后，当电梯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，自动在以相应方向运行并经过该楼层时应暂停，自动开门。开门。直接响应直接响应 如果电梯事先在某一楼层停留不动，当有乘客在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。到呼叫者所在楼层让乘客进入。僚挂形磺缠轻坏概缝暮港槛账偏倪卫豢搏芯赋卯改庶况瓶垢书膘晨锹毡云0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/20236提前关门和延迟关门功能提前关门和延迟关门功能在在“无司机无司机”模式下，在电梯暂停、开门的头模式下，在电梯暂停、开门的头3s内，乘客内，乘客可按一下提前关门按钮可按一下提前关门按钮“close”，使电梯门提前关闭，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后电梯继续运行；或按住延迟关门按钮“open”，使电梯门，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，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电梯从一个楼层运行到相邻楼层的时间为2s 遵循遵循电梯的调度算法电梯的调度算法电梯在一次运行中，要在到达这一运行方向上请求到电梯在一次运行中，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。高，不必频繁改变运行方向。贩傈东启蔷惜励裹草挪佬诵还毕婉壕轨飞迫嗡温柿作刊糙患慑纵契唆敞舵0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/20237显示功能显示功能 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，当电梯运动时层电梯门口的数码管，当电梯运动时稳定显示稳定显示电电梯刚经过的楼层号；到达某层后控制面板上的数梯刚经过的楼层号；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码管和该楼层电梯门口的数码管闪烁显示闪烁显示当前所当前所在楼层号（关门在楼层号（关门1秒后不再闪烁）。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，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当电梯下降时显示为下降。碧眼皖垒萤隶蚜木因垃讫诵幸疫万距个佳甸粮篙涝基训棵按胜乏侠写真寓0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/20238预备知识 n控制系统的一般模型控制系统的一般模型 n被控系统的状态被控系统的状态 n状态机与控制数字逻辑电路的控制系统状态机与控制数字逻辑电路的控制系统 n逻辑模型的建立逻辑模型的建立 惕样薄帆涟憎骗蛤宿宦寻鞍头碗值继膛延臭赌扶蜗锤棉爹募抡对袜胳浩抖0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/20239电梯控制器工作原理 n与电梯控制和显示有关的输入、输出设备与电梯控制和显示有关的输入、输出设备 每层电梯门口有：每层电梯门口有：按钮和按钮和/或或按钮按钮 米字型显示器米字型显示器 数码管数码管 电梯内有一个控制面板，上面有：电梯内有一个控制面板，上面有：楼层选择按钮楼层选择按钮14开门按钮开门按钮“open”和关门按钮和关门按钮“close”有一个米字型显示器有一个米字型显示器 还有一个数码管还有一个数码管 4 5 61 2 3 电梯内控制面板示意图电梯内控制面板示意图 宜覆秽响闽辐姥蔽唯盛挞鞍富锨嗣搓斡蛇步舅躲性糠刀慑背铜酿沥症用船0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202310n上班和下班上班和下班 n选择运行模式选择运行模式n若选择若选择“无司机无司机”运行模式运行模式电梯最初停在电梯最初停在1层层 当电梯到达目的地当电梯到达目的地 当电梯一直停在某层时当电梯一直停在某层时 一直开门（或称为延迟关门）一直开门（或称为延迟关门）提前关门提前关门 有反方向的呼叫信号时有反方向的呼叫信号时电梯内外的电梯内外的（或（或）箭头何时点亮）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，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表示该层有呼叫请求 信夫幽潦檀隐柑淆嫡销荐臂半耿搅脐轻威不焦毁乱阂升狐涌前硝驹药度茨0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202311n若选择若选择“有司机有司机”运行模式运行模式“有司机有司机”模式下，没有自动关门功能，也就模式下，没有自动关门功能，也就没有提前关门和延迟关门（则不会用到没有提前关门和延迟关门（则不会用到open按按钮）的情况。钮）的情况。v注意电梯的运行方向不是由电梯工人工控制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。的，它是根据电梯的调度算法自动实现的。v电梯工的主要工作是操作电梯门的关闭，一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。旦门关闭，则电梯按调度算法上行或下行。骚酪屉震秆输裂疚斗蚊赂啡羽尚粮大茅映椽和保川抹嘛访睁舒云誉沈等利0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202312输入、输出信号n输入信号输入信号 clk_1KHz：用作：用作simulator电梯模拟子模块的输入时钟；电梯模拟子模块的输入时钟；clk_10Hz：用作：用作display显示子模块的输入时钟；显示子模块的输入时钟；power：选择电梯为：选择电梯为“运行运行”模式或模式或“下班下班”模式模式；admin：选择电梯运行模式：选择电梯运行模式“有司机有司机”或或“无司机无司机”；ipt0:9：10个按钮输入信号（为脉冲信号）；个按钮输入信号（为脉冲信号）；close_n：关门按钮；：关门按钮；open_n：开门按钮：开门按钮。v注意只有在注意只有在“无司机无司机”运行模式下，存在提前关运行模式下，存在提前关门、延迟关门的情况门、延迟关门的情况；v在在“有司机有司机”运行模式下，不存在提前关门、延运行模式下，不存在提前关门、延迟关门的情况。迟关门的情况。狸噶砂喀只忌但造快姬汲歌断极缕架犬叔椰福罪张老洪筹昧戳傻扑董押侵0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202313n输出信号输出信号eleIn3:0：电梯内面板上显示楼层号的数码管；：电梯内面板上显示楼层号的数码管；floor13:0：电梯外：电梯外1层处面板上显示楼层号的层处面板上显示楼层号的数码管；数码管；floor23:0：电梯外：电梯外2层处面板上显示楼层号的层处面板上显示楼层号的数码管；数码管；floor33:0：电梯外：电梯外3层处面板上显示楼层号的层处面板上显示楼层号的数码管；数码管；floor43:0：电梯外：电梯外4层处面板上显示楼层号的层处面板上显示楼层号的数码管；数码管；肘玄卤展羌呈猴距乖佰札殴盟肚吱枫荒龄斯槛佣雾捍皱聪越狐庶对谩坝佳0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202314dirup，dirdown：电梯上升、下降指示信号；：电梯上升、下降指示信号；ctrl_up，ctrl_down：电梯上升、下降控制信号；：电梯上升、下降控制信号；ask_stop：令电梯停止的请求信号（电平信号）；：令电梯停止的请求信号（电平信号）；stop：当电梯到达某层时或静止在某层时令电梯停止：当电梯到达某层时或静止在某层时令电梯停止的控制信号（电平信号）的控制信号（电平信号）；open_door：开电梯门控制信号（电平信号）；：开电梯门控制信号（电平信号）；提示：提示：assign stop=ask_stop&(run_cnt=0);提示：提示：assign open_door=power&(stop=1)&(!close_door);提示：提示：ctrlup=dirup&!stop;ctrldown=dirdown&!stop;茨扼儡包供歪逛凹檬继肤陆趟片尉月苑挑暴酵螟舶果问糯恼桂降择耳搀各0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202315close_door：关电梯门控制信号（电平信号）；：关电梯门控制信号（电平信号）；opt9:0：10个按钮的输出状态（电平信号）；个按钮的输出状态（电平信号）；powerout：显示电梯的电源状态信号；：显示电梯的电源状态信号；adminout：显示当前电梯处于何种模式。：显示当前电梯处于何种模式。提示：无论是在提示：无论是在“有司机有司机”或或“无司机无司机”运行模式下，运行模式下，close_door为为1的时间都为的时间都为1s。赌牺艾浩达指屑茶双钦忻掸酉植彰蕾摊醉疯辽斋僚萤儡掀胡驾错广逞锭骆0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202316设计思路 1.总体设计思路总体设计思路 整个电路由整个电路由6个子模块组成个子模块组成 button_clr_ctrl按钮清零控制子模块；按钮清零控制子模块；corecontrol核心控制子模块；核心控制子模块；simulator电梯模拟子模块；电梯模拟子模块；display信息显示子模块；信息显示子模块；时钟分频子模块（时钟分频子模块（clockdiv100.v和和clkdiv10.v）；）；附加模块附加模块not10.v调整按钮信号均为高电平调整按钮信号均为高电平有效模式有效模式。撩胚淮迄水柔枣缝晨坑此户辈韧树后赦中奇截芯化鄙友募溜锁牲菜色签昏0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202317顶层图形设计文件顶层图形设计文件 elevator.bdf elevator.bdf渔钡吾沽阻天樊辟华置蒙镐昌莲炊租毖唤苦惋波因割续溃邢钓菏趴店韩圭0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202318顶层图形设计文件顶层图形设计文件 elevator.bdf elevator.bdf（续）（续）旋无益港粳黄强酶沸拴佬乾猴围柠曲血卜伯册写耽闰掖絮晴蜡窘寇愧汁称0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202319各子模块的功能button_clr_ctrl按钮清零控制子模块按钮清零控制子模块用于用于10个按钮信号的存储和清零控制。个按钮信号的存储和清零控制。corecontrol核心控制子模块核心控制子模块 主要实现电梯的调度算法，产生令电梯上行、下行和主要实现电梯的调度算法，产生令电梯上行、下行和停止的控制信号。停止的控制信号。simulator电梯模拟子模块电梯模拟子模块提供对电梯在不同工作模式下的运行状态模拟和控制提供对电梯在不同工作模式下的运行状态模拟和控制输出。输出。display楼层号显示子模块楼层号显示子模块 用于显示楼层号。用于显示楼层号。附加模块附加模块not10.v 用于调整用于调整10个按钮信号均为高电平有效模式。个按钮信号均为高电平有效模式。淆扬敞揩幌拍印污经巫旧谐暴霜催剩校臼顺镊养手喇闷占满骨事钝小考棕0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/2023202.各子模块的设计各子模块的设计（1）button_clr_ctrl按钮清零控制子模块按钮清零控制子模块功能：用于功能：用于1010个按钮信号的存储和清零控制。在电梯个按钮信号的存储和清零控制。在电梯“运运行行”模式下，一旦来了某个有效脉冲按钮信号模式下，一旦来了某个有效脉冲按钮信号iptipt，则对，则对应输出应输出optopt为为高电平高电平（即将脉冲信号转换为电平信号）。（即将脉冲信号转换为电平信号）。当电梯到达该层时响应了该层的按钮信号，并关门当电梯到达该层时响应了该层的按钮信号，并关门1s1s后则后则应清除此信号，此时使按钮清零控制信号应清除此信号，此时使按钮清零控制信号c9.0c9.0中的相中的相应位为高，使输出应位为高，使输出optopt变低。变低。在一个在一个alwaysalways块中，采用块中，采用forfor循环语句和循环语句和if-else ifif-else if语句语句即可实现功能。即可实现功能。帕仆汗筏立撼咀呐终痕攫赔顽疑挺锑存煤寂罩陶计盈侦储鼻油贬序脱跨寄0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202321（2 2）corecontrolcorecontrol核心控制子模块核心控制子模块 功能：实现电梯的调度算法，产生令电梯上行、功能：实现电梯的调度算法，产生令电梯上行、下行和停止的控制信号。即根据当前楼层和按下行和停止的控制信号。即根据当前楼层和按钮信号产生电梯的运行方向指示信号、运行方钮信号产生电梯的运行方向指示信号、运行方向控制信号及请求电梯停止信号、控制电梯停向控制信号及请求电梯停止信号、控制电梯停止信号。止信号。关键子关键子模块！模块！研乞煽毡蕊褪戏萧羌额封掀劲骇啃旁眨亡芹乌窘狡实蛆仰廓当廉贪内豺汐0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202322（2 2）corecontrolcorecontrol核心控制子模块核心控制子模块（续（续1 1）程序包括程序包括5 5大部分：大部分：（a a）将将1010个按钮的输出信号赋给物理含义明确的中间变量个按钮的输出信号赋给物理含义明确的中间变量（b b）根据当前根据当前1010个按钮的输出状态及所在楼层，判断是否有个按钮的输出状态及所在楼层，判断是否有upup、downdown或或ask_stopask_stop请求。请求。实际上就是对输入信号进行逻辑化简实际上就是对输入信号进行逻辑化简本程序的关键所在本程序的关键所在！当处于当处于2 2层时，层时，ask_stop=ds0&f2_up|ds1&f2_down|ds0&(f2_down)&(f3_up)&(f3_down)&(f4_down)&(cmd3)&(cmd4)|ds1&(f2_up)&(f1_up)&(cmd1)|cmd2;规律：规律：当电梯处于某楼层时，只有高于该层的按钮信号，产当电梯处于某楼层时，只有高于该层的按钮信号，产生请求电梯上行信号生请求电梯上行信号up。只有低于该层的按钮信号，产生请。只有低于该层的按钮信号，产生请求电梯下行信号求电梯下行信号down。只有本层的按钮信号，产生请求电。只有本层的按钮信号，产生请求电梯停止信号梯停止信号ask_stop（只有当呼叫按钮信号与刚才的运行方（只有当呼叫按钮信号与刚才的运行方向一致，或者上行过程只有一个下行呼叫按钮信号，或者下向一致，或者上行过程只有一个下行呼叫按钮信号，或者下行过程中只有一个上行呼叫按钮信号时，才产生行过程中只有一个上行呼叫按钮信号时，才产生ask_stop）。）。汲蔫捏键挠迈酒彤晾雇词犁秦非窗葡牡惩填龙壬琴逃峡撩朵山膀翔恩缩衣0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202323（2 2）corecontrolcorecontrol核心控制子模块（续核心控制子模块（续2 2）（c c）根据电梯的上行和下行请求根据电梯的上行和下行请求upup、downdown，对电梯进行统一，对电梯进行统一调度，产生调度，产生dirupdirup或或dirdowndirdown。用用ifif语句实现，共语句实现，共5 5种情况种情况（d d）根据请求停止信号和电梯当前的运行状态，产生令电梯根据请求停止信号和电梯当前的运行状态，产生令电梯停止不动的控制信号停止不动的控制信号 assign stop=ask_stop&(run_cnt=0);/只有电梯运行到达某层或静止在某层时，才响应该层的只有电梯运行到达某层或静止在某层时，才响应该层的ask_stopask_stop信号，电梯暂停信号，电梯暂停（e e）根据电梯运行方向指示信号和电梯是否静止，产生电梯根据电梯运行方向指示信号和电梯是否静止，产生电梯运行方向控制信号运行方向控制信号assign ctrlup=dirup&!stop;assign ctrldown=dirdown&!stop;作井脊鳞院亦异饱旭骤纂业傅所恃轰频涉盾安哉忻晾褒太达元经疮炸菩峙0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202324（3 3）simulatorsimulator电梯模拟子模块电梯模拟子模块 功能：根据电梯当前运行方向，控制电梯的具体运行状态并功能：根据电梯当前运行方向，控制电梯的具体运行状态并输出楼层显示；根据令电梯停止的控制信号，产生开、关电输出楼层显示；根据令电梯停止的控制信号，产生开、关电梯门控制信号，关门梯门控制信号，关门1s1s后产生按钮清零控制信号。后产生按钮清零控制信号。该子模块用状态机实现楼层之间的具体变化，并输出当前楼该子模块用状态机实现楼层之间的具体变化，并输出当前楼层信息层信息status2:0status2:0给核心控制子模块和显示子模块，输出给核心控制子模块和显示子模块，输出运行时间计数器的值运行时间计数器的值run_cnt4:0run_cnt4:0给核心控制子模块，输出给核心控制子模块，输出1010个按钮的清零控制信号个按钮的清零控制信号c9:0c9:0给按钮清零控制子模块。给按钮清零控制子模块。关键子关键子模块！模块！隘摧肪颖殃焉跋象糕赣郎贤盐娶所热巧净姑星锅篆葫篡晶殷簧自拒嗅梭悯0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202325（3 3）simulatorsimulator电梯模拟子模块（续电梯模拟子模块（续1 1）程序包括两大部分：程序包括两大部分：/*-1./*-1.产生开电梯门控制信号产生开电梯门控制信号-*/-*/assign open_door=power&(stop=1)&(!close_door);assign open_door=power&(stop=1)&(!close_door);initial status=0;initial status=0;/*/*-2.-2.电电梯梯上上行行、下下行行或或暂暂停停时时计计数数器器、楼楼层层的的变变化化，开开门门、关门信号的产生，以及按钮清零控制信号的产生关门信号的产生，以及按钮清零控制信号的产生-*/-*/always (posedge clk or negedge power)always (posedge clk or negedge power)begin begin ifif(!power)/(!power)/“下班下班”模式下模式下 begin begin close_door=1;/close_door=1;/断电时先自动关门；断电时先自动关门；c=10h3fff;/c=10h3fff;/并清除所有未完成的服务。并清除所有未完成的服务。cnt=0;cnt=0;run_cnt=0;run_cnt=0;end end第第1级级if语句语句锄袄寺酗撵甫袜柄瘸哆肖蒂谎魄垃古投景庙皑澄渡设腾杀推亿芝讶脖掀疗0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202326（3 3）simulatorsimulator电梯模拟子模块（续电梯模拟子模块（续2 2）elseelse /以下操作均是在以下操作均是在“运行运行”模式下模式下 begin begin ifif(status=0)begin status=1;close_door=0;end(status=0)begin status=1;close_door=0;end /（1 1）初始化几个变量值，假设电梯初始化时在一楼。）初始化几个变量值，假设电梯初始化时在一楼。/（2 2）如如果果电电梯梯上上升升，且且没没有有停停止止控控制制信信号号，则则经经过过2s2s，电梯到达高一层。，电梯到达高一层。ifif(dirup=1)&(stop=0)(dirup=1)&(stop=0)/（3 3）如如果果电电梯梯下下降降，且且没没有有停停止止控控制制信信号号，则则经经过过2s2s，电梯到达低一层。电梯到达低一层。else ifelse if(dirdown=1)&(stop=0)(dirdown=1)&(stop=0)第第2级级if语句语句啡炎笛绅禹纪赁个尽绍冲弹麻再片搪陋逐秤灭立资葱朵刘坚桂惺会得趣昏0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202327（3 3）simulatorsimulator电梯模拟子模块（续电梯模拟子模块（续3 3）/*（4）只只要要有有stop信信号号，则则电电梯梯必必须须在在该该层层停停留留，并并进进入入开、关门步骤。开、关门步骤。*/else ifelse if(stop)begin /*在无司机模式下，当开门达到在无司机模式下，当开门达到3s时时*/if(!admin&(close_door=0)&(cnt=29)begin if(open)/*延迟关门处理延迟关门处理*/close_door=0;/不关门，不关门，cnt值保持值保持29不变不变 else /若不想延迟关门若不想延迟关门 begin cnt=0;/开门达到开门达到3s，则，则cnt清零清零 close_door=1;/并自动关门并自动关门 end第第3级级if语句语句彭叫或蚂订强逾忠喧味攫默豢溅务会茶语脸奸贴龟避番乱撅纱般淮裹徘笨0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202328（3 3）simulatorsimulator电梯模拟子模块（续电梯模拟子模块（续4 4）/*启动手动关门程序。有司机模式下想要关门与无司机模式下启动手动关门程序。有司机模式下想要关门与无司机模式下提前关门操作相同，都必须按下提前关门操作相同，都必须按下close按钮。按钮。*/else if(close_door=0)&(open=0)&(close)/begin cnt=0;/将刚才用于开门计数的计数器将刚才用于开门计数的计数器cnt清零，清零，准备开始关门准备开始关门1s的计数的计数 close_door=1;end /当关门当关门1s后后 else if(cnt=9)&(close_door=1)begin cnt=0;/关门时间持续关门时间持续1s则则cnt清零清零 close_door=0;/*当当关关门门1s后后，在在每每一一层层会会产产生生对对该该层层的的按按钮钮清清零零控控制制信信号号，以以免免电电梯在离开某层后又响应该层新的请求而停止。梯在离开某层后又响应该层新的请求而停止。*/if(status=1)begin c0=1;c6=1;end else if(status=2)begin c1=1;c2=1;c7=1;end 偷你晰花远需黄懂楚称镍芦侈畸溯现搀酝材媳荤抠爪菜沟谱喂徐推泉士亢0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202329（3 3）simulatorsimulator电梯模拟子模块（续电梯模拟子模块（续5 5）/*/*在不满足上述所有条件的情况下，在不满足上述所有条件的情况下，cntcnt加加1 1 计数，并对清零控制信号进行复位计数，并对清零控制信号进行复位*/*/else begin begin cnt=cnt+1b1;/cnt=cnt+1b1;/开门或关门时间计数开门或关门时间计数 c=10h000;c=10h000;end end /（5 5）若电梯处于静止状态）若电梯处于静止状态 elseelse begin cnt=0;run_cnt=0;c=0;end begin cnt=0;run_cnt=0;c=0;end end end end end硝韩鞋驰升纳孺侈档欠锰瘪捅诺掷菇增篆晶宦铃忿素吃粗丫央锌亚巨球式0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202330（4 4）displaydisplay楼层号显示子模块楼层号显示子模块 功能功能：显示楼层号。显示楼层号。当电梯暂停在某层时，电梯内面板上和相应楼层处的当电梯暂停在某层时，电梯内面板上和相应楼层处的数码管以每秒数码管以每秒1 1次的频率次的频率闪烁显示闪烁显示楼层号（关门楼层号（关门1 1秒后秒后不再闪烁）；其它情况下，电梯内面板上和各楼层处不再闪烁）；其它情况下，电梯内面板上和各楼层处的数码管稳定显示电梯经过的当前楼层号。的数码管稳定显示电梯经过的当前楼层号。露似冕层各寸膨矗瑞掏吵许唱袜吾柠粳佃巨衷凋筐顶候毁捻撒犯馏寄制昭0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202331（5 5）附加模块）附加模块not10.v not10.v 功能功能：调整调整1010个按钮信号均为高电平有效模式。个按钮信号均为高电平有效模式。因为因为1 8键是正脉冲有效，而键是正脉冲有效，而9 10键是负脉冲有效，键是负脉冲有效，需要将需要将910键调整为高电平有效模式。键调整为高电平有效模式。只需一条只需一条assignassign语句即可实现。语句即可实现。喇壳搪戍影降喧剩疡堪枫舅蒸轿阶擎择立蜀调照帐屈镣富弄瓣姐嚣嘛卑冉0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202332进行仿真（之一）n对各子模块进行功能仿真对各子模块进行功能仿真 用用ModelSim测试所有子模块测试所有子模块 v为保证中文注释不被破坏，在为保证中文注释不被破坏，在ModelSim中只对源中只对源文件和测试文件进行编译、加载和仿真这文件和测试文件进行编译、加载和仿真这3项工作。项工作。v如果仿真后发现源文件或测试文件需要修改，则切如果仿真后发现源文件或测试文件需要修改，则切换到换到Quartus，对源文件或测试文件进行相应修，对源文件或测试文件进行相应修改，保存。改，保存。v再切回到再切回到ModelSim，执行编译、重新仿真即可。，执行编译、重新仿真即可。v及时保存仿真波形结果！及时保存仿真波形结果！回驰撤匙柔皂沫匈笑间熬宪天率噬饵葫椿部腆仗铣频多杯塘磷峻兴约宪猿0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202333（1 1）button_clr_ctrlbutton_clr_ctrl按钮清零控制子模块按钮清零控制子模块模仿电梯实际运行情况，在不同时刻，分别设模仿电梯实际运行情况，在不同时刻，分别设置按钮信号和按钮清零信号。置按钮信号和按钮清零信号。观察按钮状态观察按钮状态opt9:0是否随按钮信号是否随按钮信号ipt9:0的变化而变化的变化而变化。观察当观察当c9:0中某位信号有效时，中某位信号有效时，opt9:0的相应位是否变为的相应位是否变为“0”。镍谱庇畔缴显呢参呻坑皖培谦泌廊辰咆溯守裳谴住项麓咳漱古骡矿镑谗厨0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202334opt存储存储ipt的状态的状态 当当c0=1时，清除时，清除f1_up信号，使信号，使opt0=0；当当c3=1时，清除时，清除f3_up信号，使信号，使opt3=0 轿傍匀啸刁昭岩隅珊过潍帛待龟清锣掸示幸畸融衙满因案宏拴抖鲤绪钉氯0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202335设定不同的楼层号和按钮信号设定不同的楼层号和按钮信号opt9:0，观察，观察电梯的运行方向指示信号（电梯的运行方向指示信号（dirup、dirdown）、运行方向控制信号（）、运行方向控制信号（ctrlup、ctrldown）以及请求电梯停止信号）以及请求电梯停止信号ask_stop和令电梯停止的控制信号和令电梯停止的控制信号stop是否是否正确。正确。技巧：技巧：在测试文件的开头采用了宏定义语句，在测试文件的开头采用了宏定义语句，将表达式将表达式opt0=1定义为字符串定义为字符串f1_up，将，将表达式表达式opt0=0定义为字符串定义为字符串nf1_up，然，然后在变量的初始化中直接引用已定义的宏名。后在变量的初始化中直接引用已定义的宏名。（2 2）corecontrolcorecontrol核心控制子模块核心控制子模块栏跨抑宅止慨横税茨侠箩驻运狱棠现渡殖谦吧籍猩蹋宙缔须弓皱豪仪竖蕾0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202336test_corecontrol.wlftest_corecontrol.wlf f1_upf2_up暂停暂停上行按下按下f1_up，电梯暂停；按下，电梯暂停；按下f2_up，电梯上行；当到达，电梯上行；当到达2层，层，暂停；按下暂停；按下cmd3、cmd4，电梯继续上行；当到达，电梯继续上行；当到达3层，暂停；层，暂停；此时有人按下此时有人按下f1_up、按下、按下f2_up，电梯继续上行到，电梯继续上行到4层。层。骂纂滔恰韭熬艺襟茂薛掐迹路辗嘿蚊偷煮爆稗搽栗摧毅作匝德蓖狞疚屏丸0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202337 当上行到当上行到4层时，响应层时，响应cmd4，暂停，然后响应，暂停，然后响应f1_up和和f2_up，下行；到达，下行；到达3层时，不停；到达层时，不停；到达2层时，暂停；下层时，暂停；下行到行到1层，暂停；又有层，暂停；又有cmd2信号，则电梯上行到信号，则电梯上行到2层，暂停。层，暂停。寝沁忍衣当族迫灶糠辜烁古肺喀我冲策纪膊从凑菌竟冤灿晨此沉啦矛畴融0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202338n根据电梯控制器的工作原理，根据电梯控制器的工作原理，考虑到电梯运行的各考虑到电梯运行的各种情况种情况，正确地模拟和控制电梯的运行正确地模拟和控制电梯的运行。设置电梯为设置电梯为“运行运行”模式，选择电梯运行模式为模式，选择电梯运行模式为“有司机有司机”模式，假设按一下模式，假设按一下f1_up，电梯要上行；，电梯要上行；切换为切换为“无司机无司机”模式，测试延迟关门情况；模式，测试延迟关门情况；切换为切换为“有司机有司机”模式，当按下模式，当按下cmd1，电梯自动，电梯自动下行到下行到1层后，然后切换到层后，然后切换到“下班下班”模式。模式。（3 3）simulatorsimulator电梯模拟子模块电梯模拟子模块 v注意观察注意观察：当电梯运行到达某层时：当电梯运行到达某层时open_door的变化；的变化；在开门和关门期间，计数器在开门和关门期间，计数器cnt的计数值的变化；当按一的计数值的变化；当按一下下close时，时，close_door的变化，维持的变化，维持“1”多长时间？在多长时间？在电梯运行期间，运行时间计数器电梯运行期间，运行时间计数器run_cnt的计数值的变化。的计数值的变化。掣迢瓷纬碘冬一傍羌状凌蓉躯搀听驴骤椰毗踪昔非畸颅吩烹心犊涩疆眶茂0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202339test_simulator.wlftest_simulator.wlf（a）“有司机有司机”模式下自动开门模式下自动开门 柜丢吏孔悸猎拼价明税赁淖怯们曙贵坤渡厦袒尔盟哲紊秀侍房套阶捏例酝0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202340（b）“有司机有司机”模式下手动关门模式下手动关门 粗狄斌熏非巴鼎甥膝躯逢拴阶车茵影雹矫玫盔佑弘挤阑照陈窥豢鹰柑馅郝0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202341（c）“无司机无司机”模式下延迟关门模式下延迟关门（cnt保持为保持为29，open_door一直为一直为1）篷怜毯轮蔬齿聂烯俄航窝为挞檬傍倒瑚核泄七逞体逸玄韩稽禁洽忱菱悉棋0603016电梯控制器0603016电梯控制器2/9/202342（d）切换为）切换为“下班下班”模式，断电，则关门模式，断电，则关门 念抠衫祸嘿父啸龚肝饿砂越几就羊鹰贮袱捍绝心替土袱陈媒逸陈渊耗猪