湖南大學　電氣與信息工程學院　程　俊，黎福海，代　揚

        摘　要：介紹了基于VHDL語言設計的電梯控制器，并進行了電路綜合和仿真。該控制器遵循方向優先的原則，提供16個樓層多用戶的載客服務并指示電梯的運行情況。

        關鍵詞：VHDL；控制器；EDA；電梯

        現代硬件設計運用EDA（Electronic DesignAutomation）技術采用并行工程和“自頂向下”的設計方法，從系統設計入手，在頂層進行層次劃分和結構設計，在功能模塊一級進行仿真、糾錯，并用VHDL，VerilogHDL等硬件描述語言對高層次的系統行為進行描述，在系統一級進行驗證，最后用邏輯綜合優化工具生成門級邏輯電路的網表，其對應的物理實現可以是印刷電路板或專用集成電路。

        VHDL（Very High Speed Integrated CircuitHardware Description Language）即超高速集成電路硬件描述語言，主要用于描述數字系統的行為、結構、功能和接口。本文采用VHDL語言來設計實用電梯控制器，其代碼具有良好的可讀性和易理解性，源程序經Xilinx公司的Foundation軟件仿真，目標器件選用FPGA器件。

        1　電梯控制器的功能

        本電梯控制器分為主控制器和分控制器。主控制器是電梯內部的控制器，每個樓層有一個分控制器。主控制器的功能：

        1）完成16個樓層多用戶的載客服務控制。

        2）電梯運行時顯示電梯的運行方向和所在的樓層。

        3）當電梯到達選擇的樓層時，電梯自動開門。

        4）具有提前關電梯門和延時關電梯門的功能。

        5）響應分控制器的有效請求，如果到達有請求的樓層，電梯自動開門。

         分控制器的功能：

        1）顯示電梯的運行狀態和所在的樓層。

        2）顯示乘客的上升和下降請求。

         分控制器的有效請求原則：

        1）電梯處于等待狀態時，上升和下降請求都響應。

        2）電梯處于上升狀態時，有上升請求的分控制器所在樓層數大于電梯所在的樓層數。

        3）電梯處于下降狀態時，有下降請求的分控制器所在樓層數小于電梯所在的樓層數。

        2　控制器的設計

        控制器的功能模塊如圖1所示，包括主控制器、分控制器、樓層選擇器、狀態顯示器、譯碼器和樓層顯示器。乘客在電梯中選擇所要到達的樓層，通過主控制器的處理，電梯開始運行，狀態顯示器顯示電梯的運行狀態，電梯所在的樓層數通過譯碼器譯碼從而在樓層顯示器中顯示。分控制器把有效的請求傳給主控的樓層數。由于分控制器相對簡單很多，所以主控制器是核心部分。

        主控制器系統由VHDL語言實現，其輸入輸出端口定義如下：

  　
        結構體分為3個進程，分別完成寄存器的置位復位、電梯運行狀態判斷、時序電路及電梯運行樓層變化和響應提前延時請求。程序中定義了以下幾個信號：urr（16 b上升寄存器），drr（16 b的下降寄存器），ur（上升寄存器各位相或），dr（下降寄存器各位相或），let（判斷狀態的使能信號），輸出端口qout，lamp的內部信號lift，ladd，時序內部信號time。

        樓層請求寄存器的復位和置位　如果乘客進入電梯后所選的樓層大于所在的樓層，而且電梯處于上升或者是ladd為“01”的等待狀態，