基于VHDL的四层电梯控制器Word格式.docx

1、四层电梯控制器的设计主要是对实体和结构体的设计，它的VHDL描述模块流程如图3.1所示：图3.1 四层电梯控制器的VHDL描述模块流程VHDL源代码说明：library IEEE; -库的说明use IEEE.std_logic_1164.all; -程序包的说明use IEEE.std_logic_unsigned.all;use IEEE.std_logic_arith.all; -（arith）entity fourlift is -实体名称fourlift port（clk1:in std_logic; -按键读取时钟信号 clk2: -led_7数码管显示扫描时钟信号 reset:

2、-异步复位端口 close: -关门请求 f1upbutton: -一层上升请求端口 f2upbutton: -二层上升请求端口 f2dnbutton: -二层下降请求端口 f3dnbutton: -三层下降请求端口 f3upbutton: -三层上升请求端口 f4dnbutton: -四层下降请求端口 stop1button: -一层停站请求端口 stop2button: -二层停站请求端口 stop3button: -三层停站请求端口 stop4button: -四层停站请求端口 stair:buffer integer range 1 to 4; -电梯位置信号 udsig:buffer

3、 std_logic; -电梯运行模式（上升1或下降0 fuplight,fdnlight,stoplight:buffer std_logic_vector（4 downto 1）;-上升、下降、停站请求寄存信号 doorlight:out std_logic; -开门状态 （1为开门状态） dout:out std_logic_vector（6 downto 0）; - 数码管显示楼层段码 s:out std_logic_vector（2 downto 0）; -数码管显示楼层位码end entity fourlift;architecture chi of fourlift is -结构

4、体type lift_state is -定义十个状态（stop_on_1,door_open,door_close,door_wait1,door_wait2,door_wait3,door_wait4,up,down,stop）;signal state:lift_state;signal clr_up:std_logic; -上升和停站请求清除信号signal clr_dn: -下降和停站请求清除信号signal q:std_logic_vector（3 downto 0）; -分频进程中需要的信号signal buttonclk,liftclk: -分频后的电梯时钟和按键读取控制时钟b

5、eginclklift:process（clk1） -分频产生电梯控制时钟liftclk和按键读取控制时钟buttonclk begin if （clk1event and clk1=1） then if q=1111 then q=0000; else q=q+1; end if; end if; buttonclk=q（0）; liftclk=q（3）; end process clklift;statelift:process（reset,liftclk） -状态机进程variable position:integer range 4 downto 1;if reset= then -异

6、步复位，电梯的初始状态为一层开门状态 state=stop_on_1; clr_up=0 clr_dn doorlight -开门 stair if（close=） then state=door_close;-如果有关门信号，则转至关门状态 else state if（close=door_wait3;等待第三秒 when door_wait3= if（close= else state when door_close= -关门，判定电梯下一个运行方式 if udsig= then -电梯处在上升模式 if stair=4 then if fuplight= and fdnlight= an

7、d stoplight= then -没有请求信号时，电梯停 在当前层 udsig -电梯处于上升状态=stair+1; -电梯楼层数加一=position+1; if position -电梯处在下降状态=stair-1; -电梯楼层数减一=position-1; if position1 and （stoplight（position）= and fdnlight（position）= elsif position=1 and （stoplight（position）= when stop= when door_open= if stair1 and （fdnlight（position）

8、= -清除当前层下降和停站请求 end case;end if;end process statelift;ctrlight:process（reset,buttonclk） -信号灯控制进程 then -复位，寄存信号清零 fuplight fdnlight stoplight if buttonclkevent and buttonclk= if f1upbutton= then -记忆各层上升请求 fuplight（1） if f2upbutton= fuplight（2） if f3upbutton= fuplight（3） if clr_up= then -上升和停站请求清零 fup

9、light（stair） stoplight（stair） if f2dnbutton= then -记忆各层下降请求 fdnlight（2） if f3dnbutton= fdnlight（3） if f4dnbutton= fdnlight（4） if clr_dn= then -下降和停站请求清零 fdnlight（stair） if stop1button= then -记忆各层停站请求 stoplight（1） if stop2button= stoplight（2） if stop3button= stoplight（3） if stop4button= stoplight（4）e

10、nd process ctrlight;showlift:process（stair,clk2） -楼层显示进程s000if stair=1 then dout0110000elsif stair=2 then1101101elsif stair=3 then1111001elsif stair=4 then0110011end process showlift;end architecture chi;四层电梯控制器的仿真：在波形仿真中，根据实际，我们有必要做一些假设，即是：外部请求上升的乘客，进入电梯后一定是按更高层的停站按钮；外部请求下降的乘客，进入电梯后一定是按更低层的停站按钮；如果有

11、乘客进入电梯，则一定有停站请求；同一时刻有很多人按键的概率很小，所以我们认为请求信号都有一定的先后顺序。设定仿真时间长度为60s，liftclk信号为周期1s的时钟信号,buttonclk信号为周期0.1s的时钟信号。doorlight信号逻辑1表示开门，逻辑0表示关门。udsig信号为逻辑1表示电梯处在上升模式，逻辑0表示处在下降模式。fuplight,fdnlight,stoplight是四位二进制向量，波形图中的0001表示一层有请求，0010表示二层有请求，0100表示三层有请求，1000表示四层有请求。图1所示的波形是在一层有上升请求的仿真波形，在reset信号产生一个脉冲时，电梯回复初始状态，即stopon_1状态，然后等待4s，关门检测没有请求信号，于是电梯此时停在一层。当电梯时钟上升沿检测到一层上升请求信号fuplight（1）为1时，电梯开门，fuplight（1）清零，等待4s，关门检测到二层停站请求，于是电梯上升到二层停止，开门stoplight（2）清零，stair信号由001变为010，电梯最终停在二层。 图1 有上升请求的仿真波形 图2所示的波形是三层有下降请求的