电梯控制器VHDL程序与仿真

--文件名：dianti.vhd。
--功能：6层楼的电梯控制系统。
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
use ieee.std_logic_arith.all;
entity dianti is
port ( clk : in std_logic;                       --时钟信号（频率为2Hz）
       full,deng,quick,clr : in std_logic;         --超载、关门中断、提前关门清除报警信号
       c_u1,c_u2,c_u3,c_u4,c_u5: in std_logic;    --电梯外人的上升请求信号
       c_d2,c_d3,c_d4,c_d5,c_d6 : in std_logic;   --电梯外人的下降请求信号
       d1,d2,d3,d4,d5,d6 : in std_logic;          --电梯内人的请求信号
       g1,g2,g3,g4,g5,g6 : in std_logic;          --到达楼层信号
       door : out std_logic_vector(1 downto 0);    --电梯门控制信号
       led : out std_logic_vector(6 downto 0);     --电梯所在楼层显示
           led_c_u: out std_logic_vector(5 downto 0);  --电梯外人上升请求信号显示
       led_c_d: out std_logic_vector(5 downto 0);  --电梯外人下降请求信号显示
       led_d : out std_logic_vector(5 downto 0);   --电梯内请求信号显示
           wahaha : out std_logic;                  --看门狗报警信号
       ud,alarm : out std_logic;                 --电梯运动方向显示，超载警告信号
up,down : out std_logic );                --电机控制信号和电梯运动
end dianti;
architecture behav of dianti is
signal d11,d22,d33,d44,d55,d66:std_logic;         --电梯内人请求信号寄存信号
signal c_u11,c_u22,c_u33,c_u44,c_u55:std_logic;   --电梯外人上升请求信号寄存信号
signal c_d22,c_d33,c_d44,c_d55,c_d66:std_logic;   --电梯外人下降请求信号寄存信号
signal q:integer range 0 to 1;                    --分频信号
signal q1:integer range 0 to 6;                   --关门延时计数器  
signal q2:integer range 0 to 9;                   --看门狗计数器
signal dd,cc_u,cc_d,dd_cc:std_logic_vector(5 downto 0); --电梯内外请求信号寄存器
signal opendoor:std_logic;                      --开门使能信号
signal updown:std_logic;                       --电梯运动方向信号寄存器
signal en_up,en_dw:std_logic;                   --预备上升、预备下降预操作使能信号
begin
com:process(clk)
begin
if clk'event and clk='1' then
if clr='1' then q1<=0;q2<=0;wahaha<='0';                            --清除故障报警
elsif full='1' then  alarm<='1'; q1<=0;                                  --超载报警
if q1>=3 then door<="10";         
      else door<="00";
      end if;                                      
    elsif q=1 then q<=0;alarm<='0';
      if q2=3 then wahaha<='1';                                         --故障报警
      else
        if opendoor='1' then door<="10";q1<=0;q2<=0;up<='0';down<='0';      --开门操作
        elsif en_up='1' then                                            --上升预操作  
          if deng='1' then door<="10";q1<=0;q2<=q2+1;                    --关门中断
          elsif quick='1' then q1<=3;                                    --提前关门
          elsif q1=6 then door<="00";updown<='1';up<='1'; --关门完毕，电梯进入上升状态
          elsif q1>=3 then door<="01";q1<=q1+1;                  --电梯进入关门状态
          else q1<=q1+1;door<="00";                            --电梯进入等待状态
          end if;
        elsif en_dw='1' then                                          --下降预操作
          if deng='1' then door<="10";q1<=0;q2<=q2+1;  
          elsif quick='1' then q1<=3;                       
          elsif q1=6 then door<="00";updown<='0';down<='1';   
          elsif q1>=3 then door<="01";q1<=q1+1;           
          else q1<=q1+1;door<="00";                  
          end if;
        end if;            
        if g1='1' then led<="1001111";                    --电梯到达1楼，数码管显示1  
          if d11='1' or c_u11='1' then d11<='0'; c_u11<='0';opendoor<='1';
--有当前层的请求，则电梯进入开门状态                    
          elsif dd_cc>"000001" then en_up<='1'; opendoor<='0';
--有上升请求，则电梯进入预备上升状态
          elsif dd_cc="000000" then opendoor<='0';  --无请求时，电梯停在1楼待机                                               
          end if;   
        elsif g2='1' then led<="0010010";                --电梯到达2楼，数码管显示2
          if updown='1' then                              --电梯前一运动状态位上升
            if d22='1' or c_u22='1' then d22<='0'; c_u22<='0'; opendoor<='1';
                                            --有当前层的请求，则电梯进入开门状态         
            elsif dd_cc>"000011" then en_up<='1'; opendoor<='0';   
                                            --有上升请求，则电梯进入预备上升状态      
            elsif dd_cc<"000010" then en_dw<='1';  opendoor<='0';
--有下降请求，则电梯进入预备下降状态        
            end if;
          --电梯前一运动状态为下降                       
          elsif d22='1' or c_d22='1' then d22<='0'; c_d22<='0';opendoor<='1';  
                                            --有当前层的请求，则电梯进入开门状态
          elsif dd_cc<"000010" then en_dw<='1';  opendoor<='0';
--有下降请求，则电梯进入预备下降状态         
          elsif dd_cc>"000011" then en_up<='1';   opendoor<='0';
--有上升请求，则电梯进入预备上升状态         
          end if;
        elsif g3='1' then led<="0000110";                 --电梯到达3楼，数码管显示3                  
          if updown='1' then                 
            if d33='1' or c_u33='1' then d33<='0'; c_u33<='0';opendoor<='1';                    
            elsif dd_cc>"000111" then en_up<='1';  opendoor<='0';         
            elsif dd_cc<"000100" then en_dw<='1';   opendoor<='0';        
            end if;
          elsif d33='1' or c_d33='1' then d33<='0'; c_d33<='0';   opendoor<='1';     
          elsif dd_cc<"000100" then en_dw<='1';  opendoor<='0';         
          elsif dd_cc>"000111" then en_up<='1';  opendoor<='0';           
          end if;
        elsif g4='1' then led<="1001100";                  --电梯到达4楼，数码管显示4                    
          if updown='1' then                 
            if d44='1' or c_u44='1' then d44<='0'; c_u44<='0'; opendoor<='1';                  
            elsif dd_cc>"001111" then en_up<='1'; opendoor<='0';           
            elsif dd_cc<"001000" then en_dw<='1';  opendoor<='0';         
            end if;
          elsif d44='1' or c_d44='1' then d44<='0'; c_d44<='0'; opendoor<='1';        
          elsif dd_cc<"001000" then en_dw<='1';  opendoor<='0';         
          elsif dd_cc>"001111" then en_up<='1';  opendoor<='0';           
          end if;
        elsif g5='1' then led<="0100100";                 --电梯到达5楼，数码管显示5                 
          if updown='1' then                 
            if d55='1' or c_u55='1' then d55<='0'; c_u55<='0';opendoor<='1';                       
            elsif dd_cc>"011111" then en_up<='1';     opendoor<='0';      
            elsif dd_cc<"010000" then en_dw<='1';     opendoor<='0';      
            end if;
          elsif d55='1' or c_d55='1' then d55<='0'; c_d55<='0';opendoor<='1';      
          elsif dd_cc<"010000" then en_dw<='1';  opendoor<='0';         
          elsif dd_cc>"011111" then en_up<='1';   opendoor<='0';         
          end if;
        elsif g6='1' then led<="0100000";                  --电梯到达6楼，数码管显示6                                 
          if d66='1' or c_d66='1'  then d66<='0'; c_d66<='0';opendoor<='1';     
          elsif dd_cc<"100000" then en_dw<='1'; opendoor<='0';                     
          end if;
        else en_up<='0';en_dw<='0';           --电梯进入上升或下降状态
        end if;
      end if;
    else  q<=1;alarm<='0';                   --清除超载报警
      if d1='1' then d11<=d1;                 --对电梯内人请求信号进行检测和寄存           
      elsif d2='1' then d22<=d2;
      elsif d3='1' then d33<=d3;
      elsif d4='1' then d44<=d4;
      elsif d5='1' then d55<=d5;
      elsif d6='1' then d66<=d6;
      end if;
      if c_u1='1' then c_u11<=c_u1;           --对电梯外人上升请求信号进行检测和寄存
      elsif c_u2='1' then c_u22<=c_u2;
      elsif c_u3='1' then c_u33<=c_u3;
      elsif c_u4='1' then c_u44<=c_u4;
      elsif c_u5='1' then c_u55<=c_u5;
      end if;
      if c_d2='1' then c_d22<=c_d2;           --对电梯外人下降请求信号进行检测和寄存
      elsif c_d3='1' then c_d33<=c_d3;
      elsif c_d4='1' then c_d44<=c_d4;
      elsif c_d5='1' then c_d55<=c_d5;
      elsif c_d6='1' then c_d66<=c_d6;
end if;
      dd<=d66&d55&d44&d33&d22&d11;              --电梯内人请求信号并置     
      cc_u<='0'&c_u55&c_u44&c_u33&c_u22&c_u11;    --电梯外人上升请求信号并置
      cc_d<=c_d66&c_d55&c_d44&c_d33&c_d22&'0';    --电梯外人下降请求信号并置   
      dd_cc<=dd or cc_u or cc_d;                      --电梯内、外人请求信号进行综合
    end if;
    ud<=updown;                                    --电梯运动状态显示         
    led_d<=dd;                                      --电梯内人请求信号显示
    led_c_u<=cc_u;                                  --电梯外人上升请求信号显示
    led_c_d<=cc_d;                                  --电梯外人下降请求信号显示
end if;   
end process;                                 
end behav;


电梯程序仿真

注：由于以上输入信号在下面仿真中没用到，所以在下面仿真图中将不再出现。
电梯控制程序仿真全图-1

电梯控制程序仿真全图 -2



注：1. 电梯停在一楼时，接受到请求信号c_d3、c_d2、c_u4和d6，并把请求信号写入相应的寄存器。led显示电梯所在楼层；led_d、led-c_u和led_c_d显示用户的请求。
2. 电梯经过准备上升状态后，进入上升状态，到达2楼，3楼时，不停继续前进。
3. 电梯上升到4楼时，响应请求（c_u4），开门载客；进入预备上升状态。

注：1. 电梯停在一楼时，接受到请求信号c_d3、c_d2、c_u4和d6，并把请求信号写入相应的寄存器。led显示电梯所在楼层；led_d、led-c_u和led_c_d显示用户的请求。
2. 电梯经过准备上升状态后，进入上升状态，到达2楼，3楼时，不停继续前进。
3. 电梯上升到4楼时，响应请求（c_u4），开门载客；进入预备上升状态。

1. 电梯上升到6楼时，响应请求（d_6）,开门卸客；进入预备下降状态。
2. 电梯下降经过5楼，4楼都不停，到达3楼开门卸客，电梯进入预备下降状态。

1. 电梯到达3楼时，响应请求（c_d3），开门载客；进入预备下降状态。
2. 电梯在预备下降状态下，电梯应超载（full='1'），发出超载警报alarm；超载信号消失（full='0'），电梯重新进入预备下降状态。
4. 电梯接受到提前关门信号quick，电梯跳过关门等待时间。仿真图中q1从1跳到3；进入关门状态。
5. 电梯接受到deng、c_d3和d3电梯重新进入预备下降状态，并且c_d3和d3信号都可以对q2（q2<3时）进行清零处理。
6. 当连续的关门中断的次数超过3次时，不认为是出自乘客的需要，而认为是故障，并报警，等技术员处理完故障时，用clr信号才可以清除报警。

1. 电梯排除故障后继续运行。
2. 电梯执行完所有请求时电梯将停在1楼待机。

   
电梯控制器VHDL程序与仿真

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