EDA课程设计电梯EDA课程设计电梯

摘 要

随着社会的发展。使用电梯越来越普遍，已从原来只在商业大厦、宾馆过渡到在办公

室、居民楼等多种建筑中，并且对电梯功能的要求也不断提高，其相应控制方式也在不断

发生变化。电梯的微机化控制主要有：PLC 控制、单板机控制、单片机控制、单微机控制、

多微机控制和人工智能控制等。随着 EDA 技术的高速发展，电子系统设计技术和工具发

生了深刻的变化，大规模可编程逻辑器件 FPGA 的出现，给设计人员带来了诸多的方便。

VHDL 语言是随着可编程逻辑器件( PLD)发展起来的一种硬件描述语言，主要用于描述数

字系统的结构、行为、功能和接口，是电子设计自动化(EDA)的关键技术之一。它采用一

目 录

1 设计任务目的及要求....................................................................................................................................................3

1.1 设计任务................................................................................................................................................................3

1.2 目的和要求............................................................................................................................................................3

2 原理与模块介绍............................................................................................................................................................3

2.1主模块（状态机部分）.........................................................................................................................................4

2.2按键扫描模块.........................................................................................................................................................5

2.3显示模块.................................................................................................................................................................5

2.4分频模块.................................................................................................................................................................5

3 设计方案........................................................................................................................................................................5

5 结论与问题讨论..........................................................................................................................................................10

5.1 完成程度以和遇到问题及解决办法..................................................................................................................10

5.2存在不足及改进思路...........................................................................................................................................10

5.3心得体会...............................................................................................................................................................10

参考文献.........................................................................................................................................................................11

附录.................................................................................................................................................................................11

1 设计任务目的及要求

1.1 设计任务

一个基于 VHDL 的电梯控制器的设计。

（2）电梯初始位置是一层；

（3）电梯运行时，指示方向和当前所在楼层；

（4）电梯每秒升降一层；

（5）当电梯到达所请求的楼层时，自动开门，等待 4 秒后自动关门，继

续运行，如没有请求信号，停留在当前楼层；

（6）收到请求后，自动到达用户所在楼层，自动开门；

（7）记忆电梯内外所有请求，并按电梯运行顺序执行，在执行后清除请

求；

（8）电梯运行规则：当电梯处于上升状态时，仅响应比电梯位置更高的

用户的请求；当电梯处于下降状态时，仅响应比电梯位置更低的用户请求；

三、 利用 DE2 板对所设计的电路进行仿真、下载验证；

本设计是运用状态机方法进行设计的，下面将对状态机的各种状态和各个

设计模块进行详细介绍解说。需要说明的是本设计所要求的是对 12 层楼的电

梯进行设计，但是我们考虑到本设计需要在 DE2 板上面进行模拟仿真，但是开

发板上面所包含的按键有达不到我们所需要的个数后，我们决定了设计一个能

够基本包含所出现的情况的四层楼的电梯。同时在需要的情况下可以对本设计

进行较为方便、简单的扩展

说明：在输入方面考虑，使用一个异步复位端口，用于在系统不正常时回

到初始状态；在电梯外部，必须有升降请求端口，一层是最低层，不需要有下

2.1 主模块（状态机部分）

本模块设本设计的重点模块，负责着整个控制器设计的主要过程。我将电

梯 的 运 行 过 程 状 态 定 义 了 十 种 情 况 ： TYPE LIFT_STATE

IS(STOPON1,DOOROPEN,DOORCLOSE,DOORWAIT1,DOORWAIT2,DO

ORWAIT3,DOORWAIT4,UP,DOWN,STOP);他们分别表示电梯停留在一楼，

开门，关门，等待第一秒，等待第二秒，等待第三秒，等待第四秒，上升，下

降和停止开门十种状态。

作为状态机当然要初始化一下，然后给它一个初始状态。本设计中初始化

后是按照本设计的要求将电梯停留在一楼的，即（FLOOR1），接着在本模块

的使能信号和时钟信号到来的情况下就可以开始状态机的工作了。首先当电梯

选择的楼层以后控制器将会让系统进入开门的状态，在此状态中电梯的们打开

时间会进入本设计要求的开门四秒的等待状态，四秒后自动进入关门状态。此

时如果没有任何用户给电梯上升或者下降的请求的话，电梯将会一直停留在当

前的楼层（这个情况也使用也下降的时候，下面将不赘述）。再者，如果电梯

所处的位置为一楼以上的楼层的时候，如果下面的楼层有了上升或者当前楼层

有了下降的请求的话，电梯将会进入下降的状态，此时控制器将对会所有楼层