《电梯控制器》PPT课件.ppt

2021-4-21 1 计 算 机 EDA设 计 实 验 教 程实 验 十 二 电 梯 控 制 器北 航 计 算 机 学 院 艾 明 晶 2021-4-21 2 内 容 概 要v 实 验 目 的v 实 验 要 求v 预 备 知 识 v 电 梯 控 制 器 工 作 原 理 v 输 入 、 输 出 信 号 v 设 计 思 路 v 进 行 仿 真 v 引 脚 锁 定 、 编 程 下 载 及 在 线 调 试 v （ 选 做 ） 功 能 扩 展 v 实 验 报 告 2021-4-21 3 实 验 目 的 n 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 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 。n 了 解 电 梯 调 度 算 法 的 思 想 及 应 用 。 2021-4-21 4 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 制电 梯 完 成 4个 楼 层 的 载 客 服 务 。 n 功 能 要 求 电 梯 分 为 “ 运 行 ” 模 式 和 “ 下 班 ” 模 式 “ 运 行 ” 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power变 为 “ 1”， 电 梯 进 入 “ 运 行 ” 模 式 。 再 按 一下 1楼 电 梯 门 口 的 按 钮 ， 则 电 梯 门 打 开 ， 楼 层 显 示status为 1。 “ 下 班 ” 模 式 ： 电 梯 运 行 一 天 后 ， 当 电 梯 工 要 下 班 时 ，先 将 电 梯 内 开 关 admin切 换 到 “ 有 司 机 ” 模 式 （ 高电 平 ） ； 按 一 下 cmd1按 钮 ， 使 电 梯 下 行 到 1楼 ， 暂停 ， 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 ， 则 电 梯 “ 运 行 ” 模 式 将 切 换 到 “ 下 班 ” 模 式 ，电 梯 门 自 动 关 闭 ， 电 源 切 断 。 2021-4-21 5 当 电 梯 处 于 运 行 模 式 时 ， 又 分 为 “ 有 司 机 ” 模式 和 “ 无 司 机 ” 模 式 “ 有 司 机 ” 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 “ close”，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 关门 和 延 迟 关 门 的 情 况 。 “ 无 司 机 ” 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 3s则 门 会 自 动关 闭 ， 然 后 电 梯 响 应 呼 叫 信 号 ， 上 行 或 下 行 。 在“ 无 司 机 ” 模 式 下 ， 有 自 动 关 门 功 能 ， 也 有 提 前关 门 和 延 迟 关 门 的 功 能 。 2021-4-21 6 搭 便 车 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 动开 门 。 直 接 响 应 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 来到 呼 叫 者 所 在 楼 层 让 乘 客 进 入 。 2021-4-21 7 提 前 关 门 和 延 迟 关 门 功 能 在 “ 无 司 机 ” 模 式 下 ， 在 电 梯 暂 停 、 开 门 的 头 3s内 ， 乘 客可 按 一 下 提 前 关 门 按 钮 “ close”， 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 “ open”， 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 ，1s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 2s 遵 循 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 。 2021-4-21 8 显 示 功 能 电 梯 内 控 制 面 板 上 显 示 区 域 的 数 码 管 和 位 于 各 楼层 电 梯 门 口 的 数 码 管 ， 当 电 梯 运 动 时 稳 定 显 示 电梯 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 闪 烁 显 示 当 前 所在 楼 层 号 （ 关 门 1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 。 2021-4-21 9 预 备 知 识 n 控 制 系 统 的 一 般 模 型 n 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 n 逻 辑 模 型 的 建 立 2021-4-21 10 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 每 层 电 梯 门 口 有 ： 按 钮 和 /或 按 钮 米 字 型 显 示 器 数 码 管 电 梯 内 有 一 个 控 制 面 板 ， 上 面 有 ： 楼 层 选 择 按 钮 14 开 门 按 钮 “ open”和 关 门 按 钮 “ close” 有 一 个 米 字 型 显 示 器 还 有 一 个 数 码 管 4 5 61 2 3 电 梯 内 控 制 面 板 示 意 图 2021-4-21 11 n 上 班 和 下 班 n 选 择 运 行 模 式n 若 选 择 “ 无 司 机 ” 运 行 模 式 电 梯 最 初 停 在 1层 当 电 梯 到 达 目 的 地 当 电 梯 一 直 停 在 某 层 时 一 直 开 门 （ 或 称 为 延 迟 关 门 ） 提 前 关 门 有 反 方 向 的 呼 叫 信 号 时 电 梯 内 外 的 （ 或 ） 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 ，表 示 该 层 有 呼 叫 请 求 2021-4-21 12 n 若 选 择 “ 有 司 机 ” 运 行 模 式 “ 有 司 机 ” 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 open按钮 ） 的 情 况 。v 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 。v 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 。 2021-4-21 13 输 入 、 输 出 信 号n 输 入 信 号 clk_1KHz： 用 作 simulator电 梯 模 拟 子 模 块 的 输 入 时 钟 ； clk_10Hz： 用 作 display显 示 子 模 块 的 输 入 时 钟 ； power： 选 择 电 梯 为 “ 运 行 ” 模 式 或 “ 下 班 ” 模 式 ； admin： 选 择 电 梯 运 行 模 式 “ 有 司 机 ” 或 “ 无 司 机 ” ； ipt0:9： 10个 按 钮 输 入 信 号 （ 为 脉 冲 信 号 ） ； close_n： 关 门 按 钮 ； open_n： 开 门 按 钮 。v 注 意 只 有 在 “ 无 司 机 ” 运 行 模 式 下 ， 存 在 提 前 关门 、 延 迟 关 门 的 情 况 ； v 在 “ 有 司 机 ” 运 行 模 式 下 ， 不 存 在 提 前 关 门 、 延迟 关 门 的 情 况 。 2021-4-21 14 n 输 出 信 号 eleIn3:0： 电 梯 内 面 板 上 显 示 楼 层 号 的 数 码 管 ； floor13:0： 电 梯 外 1层 处 面 板 上 显 示 楼 层 号 的数 码 管 ； floor23:0： 电 梯 外 2层 处 面 板 上 显 示 楼 层 号 的数 码 管 ； floor33:0： 电 梯 外 3层 处 面 板 上 显 示 楼 层 号 的数 码 管 ； floor43:0： 电 梯 外 4层 处 面 板 上 显 示 楼 层 号 的数 码 管 ； 2021-4-21 15 dirup， dirdown： 电 梯 上 升 、 下 降 指 示 信 号 ； ctrl_up， ctrl_down： 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 ） ； stop： 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 ） ； open_door： 开 电 梯 门 控 制 信 号 （ 电 平 信 号 ） ； 提 示 ： assign stop=ask_stop提 示 ： assign open_door= power 提 示 ： ctrlup=dirup ctrldown=dirdown 2021-4-21 16 close_door： 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 ） ； powerout： 显 示 电 梯 的 电 源 状 态 信 号 ；adminout： 显 示 当 前 电 梯 处 于 何 种 模 式 。 提 示 ： 无 论 是 在 “ 有 司 机 ” 或 “ 无 司 机 ” 运 行 模 式下 ， close_door为 1的 时 间 都 为 1s。 2021-4-21 17 设 计 思 路 1. 总 体 设 计 思 路 整 个 电 路 由 6个 子 模 块 组 成 button_clr_ctrl按 钮 清 零 控 制 子 模 块 ； corecontrol核 心 控 制 子 模 块 ； simulator电 梯 模 拟 子 模 块 ；display信 息 显 示 子 模 块 ； 时 钟 分 频 子 模 块 （ clockdiv100.v和clkdiv10.v） ； 附 加 模 块 not10.v调 整 按 钮 信 号 均 为 高 电 平有 效 模 式 。 2021-4-21 18 顶 层 图 形 设 计 文 件 elevator.bdf 2021-4-21 19 顶 层 图 形 设 计 文 件 elevator.bdf（ 续 ） 2021-4-21 20 各 子 模 块 的 功 能 button_clr_ctrl按 钮 清 零 控 制 子 模 块 用 于 10个 按 钮 信 号 的 存 储 和 清 零 控 制 。 corecontrol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 和停 止 的 控 制 信 号 。 simulator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 制输 出 。 display楼 层 号 显 示 子 模 块 用 于 显 示 楼 层 号 。 附 加 模 块 not10.v 用 于 调 整 10个 按 钮 信 号 均 为 高 电 平 有 效 模 式 。 2021-4-21 21 2. 各 子 模 块 的 设 计 （ 1） button_clr_ctrl按 钮 清 零 控 制 子 模 块 功 能 ： 用 于 10个 按 钮 信 号 的 存 储 和 清 零 控 制 。 在 电 梯 “ 运行 ” 模 式 下 ， 一 旦 来 了 某 个 有 效 脉 冲 按 钮 信 号 ipt， 则 对应 输 出 opt为 高 电 平 （ 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 1s后 则应 清 除 此 信 号 ， 此 时 使 按 钮 清 零 控 制 信 号 c9.0中 的 相应 位 为 高 ， 使 输 出 opt变 低 。 在 一 个 always块 中 ， 采 用 for循 环 语 句 和 if-else if语 句即 可 实 现 功 能 。 2021-4-21 22 （ 2） corecontrol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 、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 方向 控 制 信 号 及 请 求 电 梯 停 止 信 号 、 控 制 电 梯 停止 信 号 。 关 键 子模 块 ！ 2021-4-21 23 （ 2） corecontrol核 心 控 制 子 模 块 （ 续 1） 程 序 包 括 5大 部 分 ：（ a） 将 10个 按 钮 的 输 出 信 号 赋 给 物 理 含 义 明 确 的 中 间 变 量（ b） 根 据 当 前 10个 按 钮 的 输 出 状 态 及 所 在 楼 层 ， 判 断 是 否 有 up、down或 ask_stop请 求 。 实 际 上 就 是 对 输 入 信 号 进 行 逻 辑 化 简 本 程 序 的 关 键 所 在 ！当 处 于 2层 时 ，ask_stop=ds0 规 律 ： 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 up。 只 有 低 于 该 层 的 按 钮 信 号 ， 产 生 请求 电 梯 下 行 信 号 down。 只 有 本 层 的 按 钮 信 号 ， 产 生 请 求 电 梯 停 止 信 号 ask_stop（ 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 下行 过 程 中 只 有 一 个 上 行 呼 叫 按 钮 信 号 时 ， 才 产 生 ask_stop） 。 2021-4-21 24 （ 2） corecontrol核 心 控 制 子 模 块 （ 续 2） （ c） 根 据 电 梯 的 上 行 和 下 行 请 求 up、 down， 对 电 梯 进 行 统 一调 度 ， 产 生 dirup或 dirdown。 用 if语 句 实 现 ， 共 5种 情 况（ d） 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 assign stop=ask_stop /只 有 电 梯 运 行 到 达 某 层 或 静 止 在 某 层 时 ， 才 响 应 该 层 的ask_stop信 号 ， 电 梯 暂 停（ e） 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 assign ctrlup=dirup assign ctrldown=dirdown 2021-4-21 25 （ 3） simulator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 1s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 楼层 信 息 status2:0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 run_cnt4:0给 核 心 控 制 子 模 块 ， 输 出10个 按 钮 的 清 零 控 制 信 号 c9:0给 按 钮 清 零 控 制 子 模 块 。关 键 子模 块 ！ 2021-4-21 26 （ 3） simulator电 梯 模 拟 子 模 块 （ 续 1） 程 序 包 括 两 大 部 分 ： /* -1.产 生 开 电 梯 门 控 制 信 号 -*/ assign open_door=power initial status=0; /* -2.电 梯 上 行 、 下 行 或 暂 停 时 计 数 器 、 楼 层 的 变 化 ， 开 门 、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) begin if(!power) /“ 下 班 ” 模 式 下 begin close_door=1; /断 电 时 先 自 动 关 门 ； c=10 h3fff; /并 清 除 所 有 未 完 成 的 服 务 。 cnt=0; run_cnt=0; end第 1级 if语 句 2021-4-21 27 （ 3） simulator电 梯 模 拟 子 模 块 （ 续 2） else /以 下 操 作 均 是 在 “ 运 行 ” 模 式 下 begin if(status=0) begin status=1;close_door=0; end /（ 1） 初 始 化 几 个 变 量 值 ， 假 设 电 梯 初 始 化 时 在 一 楼 。 /（ 2） 如 果 电 梯 上 升 ， 且 没 有 停 止 控 制 信 号 ， 则 经 过 2s，电 梯 到 达 高 一 层 。 if(dirup=1)/不 关 门 ， cnt值 保 持 29不 变 else / 若 不 想 延 迟 关 门 begin cnt=0; /开 门 达 到 3s， 则 cnt清 零 close_door=1; /并 自 动 关 门 end第 3级 if语 句 2021-4-21 29 （ 3） simulator电 梯 模 拟 子 模 块 （ 续 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 下提 前 关 门 操 作 相 同 ， 都 必 须 按 下 close按 钮 。 */ else if(close_door=0) /将 刚 才 用 于 开 门 计 数 的 计 数 器 cnt清 零 ， 准 备 开 始 关 门 1s的 计 数 close_door=1; end / 当 关 门 1s后 else if(cnt=9) /关 门 时 间 持 续 1s则 cnt清 零 close_door=0;/* 当 关 门 1s后 ， 在 每 一 层 会 产 生 对 该 层 的 按 钮 清 零 控 制 信 号 ， 以 免 电 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 2021-4-21 30 （ 3） simulator电 梯 模 拟 子 模 块 （ 续 5） /* 在 不 满 足 上 述 所 有 条 件 的 情 况 下 ， cnt加 1 计 数 ， 并 对 清 零 控 制 信 号 进 行 复 位 */ else begin cnt=cnt+1b1;/开 门 或 关 门 时 间 计 数 c=10h000; end /（ 5） 若 电 梯 处 于 静 止 状 态 else begin cnt=0;run_cnt=0;c=0; end end end 2021-4-21 31 （ 4） display楼 层 号 显 示 子 模 块 功 能 ： 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 的数 码 管 以 每 秒 1次 的 频 率 闪 烁 显 示 楼 层 号 （ 关 门 1秒 后不 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 。 2021-4-21 32 （ 5） 附 加 模 块 not10.v 功 能 ： 调 整 10个 按 钮 信 号 均 为 高 电 平 有 效 模 式 。 因 为 1 8键 是 正 脉 冲 有 效 ， 而 9 10键 是 负 脉 冲 有 效 ，需 要 将 910键 调 整 为 高 电 平 有 效 模 式 。 只 需 一 条 assign语 句 即 可 实 现 。 2021-4-21 33 进 行 仿 真 （ 之 一 ） n 对 各 子 模 块 进 行 功 能 仿 真 用 ModelSim测 试 所 有 子 模 块 v 为 保 证 中 文 注 释 不 被 破 坏 ， 在 ModelSim中 只 对 源文 件 和 测 试 文 件 进 行 编 译 、 加 载 和 仿 真 这 3项 工 作 。v 如 果 仿 真 后 发 现 源 文 件 或 测 试 文 件 需 要 修 改 ， 则 切换 到 Q uartus ， 对 源 文 件 或 测 试 文 件 进 行 相 应 修改 ， 保 存 。 v 再 切 回 到 ModelSim， 执 行 编 译 、 重 新 仿 真 即 可 。v 及 时 保 存 仿 真 波 形 结 果 ！ 2021-4-21 34 （ 1） button_clr_ctrl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 设置 按 钮 信 号 和 按 钮 清 零 信 号 。 观 察 按 钮 状 态 opt9:0是 否 随 按 钮 信 号ipt9:0的 变 化 而 变 化 。 观 察 当 c9:0中 某 位 信 号 有 效 时 ， opt9:0的 相 应 位 是 否 变 为 “ 0” 。 2021-4-21 35 opt存 储 ipt的 状 态 当 c0=1时 ， 清 除 f1_up信 号 ， 使 opt0=0；当 c3=1时 ， 清 除 f3_up信 号 ， 使 opt3=0 2021-4-21 36 设 定 不 同 的 楼 层 号 和 按 钮 信 号 opt9:0， 观 察电 梯 的 运 行 方 向 指 示 信 号 （ dirup、dirdown） 、 运 行 方 向 控 制 信 号 （ ctrlup、ctrldown） 以 及 请 求 电 梯 停 止 信 号ask_stop和 令 电 梯 停 止 的 控 制 信 号 stop是 否正 确 。 技 巧 ： 在 测 试 文 件 的 开 头 采 用 了 宏 定 义 语 句 ，将 表 达 式 opt0=1定 义 为 字 符 串 f1_up， 将表 达 式 opt0=0定 义 为 字 符 串 nf1_up， 然后 在 变 量 的 初 始 化 中 直 接 引 用 已 定 义 的 宏 名 。 （ 2） corecontrol核 心 控 制 子 模 块 2021-4-21 37 test_corecontrol.wlf f1_up f2_up 暂 停暂 停 上 行按 下 f1_up， 电 梯 暂 停 ； 按 下 f2_up， 电 梯 上 行 ； 当 到 达 2层 ，暂 停 ； 按 下 cmd3、 cmd4， 电 梯 继 续 上 行 ； 当 到 达 3层 ， 暂 停 ； 此 时 有 人 按 下 f1_up、 按 下 f2_up， 电 梯 继 续 上 行 到 4层 。 2021-4-21 38 当 上 行 到 4层 时 ， 响 应 cmd4， 暂 停 ， 然 后 响 应 f1_up和f2_up， 下 行 ； 到 达 3层 时 ， 不 停 ； 到 达 2层 时 ， 暂 停 ； 下行 到 1层 ， 暂 停 ； 又 有 cmd2信 号 ， 则 电 梯 上 行 到 2层 ， 暂 停 。 2021-4-21 39 n 根 据 电 梯 控 制 器 的 工 作 原 理 ， 考 虑 到 电 梯 运 行 的 各种 情 况 ， 正 确 地 模 拟 和 控 制 电 梯 的 运 行 。 设 置 电 梯 为 “ 运 行 ” 模 式 ， 选 择 电 梯 运 行 模 式 为“ 有 司 机 ” 模 式 ， 假 设 按 一 下 f1_up， 电 梯 要 上 行 ； 切 换 为 “ 无 司 机 ” 模 式 ， 测 试 延 迟 关 门 情 况 ； 切 换 为 “ 有 司 机 ” 模 式 ， 当 按 下 cmd1， 电 梯 自 动下 行 到 1层 后 ， 然 后 切 换 到 “ 下 班 ” 模 式 。 （ 3） simulator电 梯 模 拟 子 模 块 v 注 意 观 察 ： 当 电 梯 运 行 到 达 某 层 时 open_door的 变 化 ；在 开 门 和 关 门 期 间 ， 计 数 器 cnt的 计 数 值 的 变 化 ； 当 按 一下 close时 ， close_door的 变 化 ， 维 持 “ 1”多 长 时 间 ？ 在电 梯 运 行 期 间 ， 运 行 时 间 计 数 器 run_cnt的 计 数 值 的 变 化 。 2021-4-21 40 test_simulator.wlf（ a） “ 有 司 机 ” 模 式 下 自 动 开 门 2021-4-21 41（ b） “ 有 司 机 ” 模 式 下 手 动 关 门 2021-4-21 42（ c） “ 无 司 机 ” 模 式 下 延 迟 关 门（ cnt保 持 为 29， open_door一 直 为 1） 2021-4-21 43（ d） 切 换 为 “ 下 班 ” 模 式 ， 断 电 ， 则 关 门 2021-4-21 44 （ 4） display_显 示 子 模 块n 分 别 设 置 不 同 的 楼 层 号 和 令 电 梯 停 止 不动 的 控 制 信 号 stopin 观 察 当 电 梯 暂 停 在 某 层 时 ， 电 梯 内 面 板 上 和该 楼 层 电 梯 门 口 的 数 码 管 是 否 闪 烁 显 示 相 应的 楼 层 号 ； 当 电 梯 运 行 时 ， 各 楼 层 电 梯 门 口 的 数 码 管 是否 稳 定 显 示 电 梯 当 前 经 过 的 楼 层 号 。 2021-4-21 45 test_display.wlf 闪 烁 显 示稳 定 显 示 2021-4-21 46 进 行 仿 真 （ 之 二 ） n 采 用 Quartus 软 件 对 顶 层 图 形 文 件elevator.bdf进 行 时 序 仿 真 Grid Size=1ms， Tclk=1ms， End Time=70s。 注 意 在 波 形 中 添 加 必 要 的 中 文 注 释 ！ （ 1） 仿 真 “ 有 司 机 ” 模 式 下 的 运 行 情 况 （ 2） 仿 真 “ 无 司 机 ” 模 式 下 的 运 行 情 况 （ 3） 测 试 “ 下 班 ” 模 式 下 的 情 况 2021-4-21 47 引 脚 锁 定 、 编 程 下 载 及 在 线 调 试n 引 脚 锁 定 ， 编 译n 编 程 下 载 实 验 箱 设 置 将 实 验 箱 右 下 角 “ 时 钟 频 率 选 择 ” 区 域 的Clock5跳 线 跳 到 1024Hz。 将 实 验 箱 左 上 角 跳 线 JDSP跳 到 上 面 两 个 插 针（ ENAB） 的 位 置 ， 以 选 择 数 码 管 独 立 显 示 模 式 。 实 验 箱 电 路 结 构 采 用 模 式 3。 2021-4-21 48 n 在 线 调 试 下 载 后 的 初 始 状 态 模 拟 上 班 模 式 中 的 “ 有 司 机 ” 模 式 模 拟 上 班 模 式 中 的 “ 无 司 机 ” 模 式 测 试 只 有 一 个 请 求 的 情 况 ； 验 证 延 迟 关 门 功 能 ； 验 证 搭 便 车 的 情 况 ； 验 证 不 顺 路 （ 如 上 行 期 间 有 下 行 请 求 ） 的 情 况 ； 验 证 立 即 关 门 功 能 。v说 明 ： 由 于 键 9键 14未 经 过 按 钮 消 抖 电 路 ， 所 以 有 时 需要 按 多 次 ， 直 到 对 应 的 LED指 示 灯 亮 即 可 。 本 控 制 器 未 设 置 复 位 功 能 ， 若 要 重 新 开 始 测 试 ，则 需 重 新 下 载 一 次 。 2021-4-21 49 功 能 扩 展 n 增 加 电 梯 的 楼 层 数 目 。 n 使 电 梯 只 在 某 些 楼 层 停 留 。 n 增 加 电 梯 强 制 控 制 功 能 ， 允 许 电 梯 由 电 梯 管 理 员 强行 控 制 ， 不 论 当 前 电 梯 还 有 什 么 任 务 都 直 接 运 行 到管 理 员 指 定 的 地 方 。 n 实 现 电 梯 根 据 负 载 调 度 ， 假 设 电 梯 上 有 负 载 传 感 器 ，电 梯 满 载 时 不 理 会 呼 叫 ， 先 完 成 现 有 命 令 ， 直 到 有空 余 运 载 能 力 再 参 照 原 定 算 法 ， 优 先 调 度 被 忽 略 呼叫 ， 同 时 应 该 向 呼 叫 者 表 明 不 响 应 呼 叫 是 因 为 满 载 。 n 实 现 双 连 电 梯 控 制 ， 双 连 电 梯 是 指 两 部 并 列 电 梯 共用 一 个 呼 叫 按 钮 ， 按 照 距 离 近 者 优 先 和 根 据 负 载 调度 的 原 则 调 度 。 2021-4-21 50 实 验 报 告 n 总 结 实 验 中 的 逻 辑 建 模 过 程 、 实 现 过 程 和 调 试 过 程 ，包 括 所 建 立 的 模 型 、 实 现 的 电 路 以 及 调 试 中 遇 到 的问 题 和 解 决 方 法 。 n 电 梯 算 法 常 在 操 作 系 统 的 磁 头 调 度 算 法 中 应 用 ， 这有 什 么 好 处 ？ 磁 头 调 度 算 法 ： 在 硬 盘 读 写 过 程 中 要 向 硬 盘 发 出 命 令 ， 控制 磁 头 运 动 到 不 同 的 磁 道 上 方 进 行 读 写 以 完 成 任 务 。 通 常同 一 时 刻 有 很 多 对 不 同 磁 道 的 读 写 请 求 等 待 完 成 ， 这 就 需要 一 种 较 好 的 算 法 以 提 高 完 成 任 务 的 效 率 。 n 对 照 仿 真 波 形 ， 详 细 分 析 电 梯 控 制 器 的 工 作 过 程 。