基于FPGA的电梯控制器设计_毕业设计论文.doc

唐 山 学 院 EDA技术 课 程 设 计 题 目 基于FPGA的电梯控制器设计 系 (部) 信息工程系 2013 年 1 月 7 日至 1 月 1 2013年 1 月 10 日 《EDA技术》 课程设计任务书 一、设计题目、内容及要求 设计题目：《基于FPGA的电梯控制器设计》 设计内容： 设计一个三层电梯控制器，具体要求： （1）每层电梯设有上下请求开关，电梯轿厢内设有乘客到达层次的停站请求开关。 （2）设有电梯所处位置指示装置及电梯运行情况指示。 （3）当电梯处于上升时，只响应比电梯所在位置高的上楼请求信号，直到最后一个上楼请求执行完毕，再进入下降模式。 （4）当电梯处于下降时，只响应比电梯所在位置低的下楼请求信号，直到最后一个下楼请求执行完毕，再进入上升模式。 （5）电梯的初始状态为第一楼层。 （6）设计超载报警功能。 设计要求： （1）根据任务要求确定电路各功能模块； （2）写出设计代码； （3）给出时序仿真结果和硬件调试结果； （4）最后要有设计总结。 二、设计原始资料 QuartusⅡ软件，EDA实验箱。 三、要求的设计成果（课程设计说明书、设计实物、图纸等） 软件仿真和硬件仿真结果；课程设计说明书。 四、进程安排 周1-周4： 查阅资料，上机编写并调试代码； 周5： 课程设计答辩并提交设计说明书。 五、主要参考资料 [1].Voknei A.Pedroni.《VHDL数字电路设计教程》[M].电子工业出版社，2008.5 [2].潘松，黄继业.《EDA技术实用教程》（第二版）[M].科学出版社，2005.2 [3].焦素敏.《EDA应用技术》[M].清华大学出版社，2002.4 指导教师（签名）： 教研室主任（签名）： 课程设计成绩评定表 出勤 情况 出勤天数 缺勤天数 成 绩 评 定 出勤情况及设计过程表现（20分） 课设答辩（20分） 设计成果（60分） 总成绩（100分） 提问 （答辩） 问题 情况 综 合 评 定 指导教师签名： 年 月 日 目录 TOC \o 1-3 \h \u 1 前言 h 1 2 EDA技术介绍 h 2 2.1 EDA技术简介 h 2 2.2 EDA技术的发展 h 2 3 电梯控制器设计 h 3 3.1 电梯控制器设计总体框图 h 3 3.2 电梯控制器设计思路 h 3 3.3 电梯处于各楼层的具体分析 h 4 3.4 电梯外部端口具体说明 h 6 3.4.1 定义各个端口 h 6 3.4.2 引脚锁定 h 6 4 仿真结果与说明 h 8 5 总结 h 10 参考文献 h 11 附录 程序代码 h 12 1 前言 当今社会，随着城市建设的不断发展，高层建筑的不断增多，电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。目前电梯控制系统主要有三种控制方式：继电路控制系统（“早期安装的电梯多位继电器控制系统”）、FPGA/CPLD的控制系统、微机控制系统。继电器控制系统由于故障率高、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率大等缺点，目前已逐渐被淘汰，微机控制系统虽在智能控制方面有较强的功能，但也存在抗扰性差，系统设计复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷。而FPGA/CPLD控制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强，设计和调试周期较短等优点，倍受人们重视等优点，已经成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式，目前也广泛用于传统继电器控制系统的技术改造。 随着EDA技术的快速发展，电子设计自动化（EDA）逐渐成为重要的设计手段，已经广泛应用于模拟与数字电路系统等许多领域。采用EDA设计，拥有电子系统小型化、低功耗、高可靠性、开发过程投资小、周期短等优点，而且还可以通过软件编程对硬件结构和工作方式进行重构，使得硬件设计如软件设计那般方便快捷。本次设计就是应用EDA电子电路技术来设计电梯控制器，从而使用一片芯片就可以实现对电梯的控制的。 2 EDA技术介绍 2.1 EDA技术简介 EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。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VHDL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