三層電梯控制器的結(jié)構(gòu)體設(shè)計 - 一種可擴展的三層電梯控制器的實現(xiàn)

　　首先說明一下狀態(tài)。狀態(tài)機設(shè)置了lO個狀態(tài)，分別是電梯停留在l層(stoponl)、開門(dooropen)、關(guān)門(doorclose)、開門等待第1秒(doorwaitl)、開門等待第2秒(doorwait2)、開門等待第3秒(doorwait3)、開門等待第4秒(doorwait4)、上升(up)、下降(down)和停止(stop)。在實體說明定義完端口之后，在結(jié)構(gòu)體architecture和begin之間需要有如下的定義語句，來定義狀態(tài)機。

　　TYPE lift_state IS

　　(stoponl，dooropen，doorclose，doorwaitl，doorwait2，doorwai t3，door。wai t4，up，down，s top)：

　　SIGNAL mylift：lift_state：

　　在結(jié)構(gòu)體中，設(shè)計了倆個進程互相配合，一個是狀態(tài)機進程作為主要進程，另外一個是信號燈控制進程作為輔助進程。狀態(tài)機進程中的很多判斷條件是以信號燈進程產(chǎn)生的信號燈信號為依據(jù)的，而信號燈進程中信號燈的熄滅又是由狀態(tài)機進程中傳出的clearup和cleardn信號來控制。

　　在狀態(tài)機進程中，在電梯的上升狀態(tài)中，通過對信號燈的判斷，決定下一個狀態(tài)是繼續(xù)上升還是停止;在電梯下降狀態(tài)中，也是通過對信號燈的判斷，決定下一個狀態(tài)是繼續(xù)下降還是停止;在電梯停止?fàn)顟B(tài)中，判斷是最復(fù)雜的，通過對信號的判斷，決定電梯是上升、下降還是停止。

　　在信號燈控制進程中，由于使用了專門的頻率較高的按鍵時鐘，所以使得按鍵的靈敏度增大，但是時鐘頻率不能過高，否則容易使按鍵過于靈敏。按鍵后產(chǎn)生的點亮的信號燈(邏輯值為‘1’)用于作為狀態(tài)機進程中的判斷條件，而clearup和cleardn信號為邏輯‘l’使得相應(yīng)的信號燈熄滅。

　　3.3 三層電梯控制器VHDL設(shè)計

　　三層電梯控制器的VHDL描述模塊流程如圖2所示。三層電梯控制器的源代碼(見附錄)可知：

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　　(1)本程序設(shè)計調(diào)用了IEEE庫，IEEE庫是VHDL設(shè)計中最為常用的庫，它包含有IEEE標(biāo)準(zhǔn)的程序包和其他一些支持工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的程序包。本設(shè)計采用了STD_LOGIC_1164、STD_LOGIC_ARITH、STD_LOGIC_UNSIGNED程序包。

　　(2)以關(guān)鍵詞ENTITY引導(dǎo)，END ENTITY threeflift結(jié)尾的語句部分，稱為實體。VHDL的實體描述了電路器件的外部情況及各信號端口的基本性質(zhì)。本設(shè)計定義了關(guān)于三層電梯控制器用到的各類時鐘、異步復(fù)位按鍵、信號燈指示、電梯的請求。端口模式主要就是IN、BUFFER、OUT端口。及定義了各端口信號的數(shù)據(jù)類型，主要是STD_LOGIC(標(biāo)準(zhǔn)邏輯位數(shù)據(jù)類型)、INTEGER(整數(shù)類型)、STD_LOGIC_VECTOR(標(biāo)準(zhǔn)邏輯矢量數(shù)據(jù)類型)。這些都滿足上面調(diào)用的IEEE庫中的程序包。

　　(3)以關(guān)鍵詞ARCHITECTURE引導(dǎo)，END ARCHITECTUREa結(jié)尾的語句部分，稱為結(jié)構(gòu)體。結(jié)構(gòu)體負責(zé)描述電路器件的內(nèi)部邏輯功能或電路結(jié)構(gòu)。本設(shè)計定義了lO個狀態(tài)。描述了在三層電梯中出現(xiàn)的各種可能的情況作為控制電梯的主要進程。信號燈控制作為輔助進程。

　　3.4 三層電梯控制器的模塊

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