湖南大学　电气与信息工程学院　程　俊，黎福海，代　扬

        摘　要：介绍了基于VHDL语言设计的电梯控制器，并进行了电路综合和仿真。该控制器遵循方向优先的原则，提供16个楼层多用户的载客服务并指示电梯的运行情况。

        关键词：VHDL；控制器；EDA；电梯

        现代硬件设计运用EDA（Electronic DesignAutomation）技术采用并行工程和“自顶向下”的设计方法，从系统设计入手，在顶层进行层次划分和结构设计，在功能模块一级进行仿真、纠错，并用VHDL，VerilogHDL等硬件描述语言对高层次的系统行为进行描述，在系统一级进行验证，最后用逻辑综合优化工具生成门级逻辑电路的网表，其对应的物理实现可以是印刷电路板或专用集成电路。

        VHDL（Very High Speed Integrated CircuitHardware Description Language）即超高速集成电路硬件描述语言，主要用于描述数字系统的行为、结构、功能和接口。本文采用VHDL语言来设计实用电梯控制器，其代码具有良好的可读性和易理解性，源程序经Xilinx公司的Foundation软件仿真，目标器件选用FPGA器件。

        1　电梯控制器的功能

        本电梯控制器分为主控制器和分控制器。主控制器是电梯内部的控制器，每个楼层有一个分控制器。主控制器的功能：

        1）完成16个楼层多用户的载客服务控制。

        2）电梯运行时显示电梯的运行方向和所在的楼层。

        3）当电梯到达选择的楼层时，电梯自动开门。

        4）具有提前关电梯门和延时关电梯门的功能。

        5）响应分控制器的有效请求，如果到达有请求的楼层，电梯自动开门。

         分控制器的功能：

        1）显示电梯的运行状态和所在的楼层。

        2）显示乘客的上升和下降请求。

         分控制器的有效请求原则：

        1）电梯处于等待状态时，上升和下降请求都响应。

        2）电梯处于上升状态时，有上升请求的分控制器所在楼层数大于电梯所在的楼层数。

        3）电梯处于下降状态时，有下降请求的分控制器所在楼层数小于电梯所在的楼层数。

        2　控制器的设计

        控制器的功能模块如图1所示，包括主控制器、分控制器、楼层选择器、状态显示器、译码器和楼层显示器。乘客在电梯中选择所要到达的楼层，通过主控制器的处理，电梯开始运行，状态显示器显示电梯的运行状态，电梯所在的楼层数通过译码器译码从而在楼层显示器中显示。分控制器把有效的请求传给主控的楼层数。由于分控制器相对简单很多，所以主控制器是核心部分。

        主控制器系统由VHDL语言实现，其输入输出端口定义如下：

  　
        结构体分为3个进程，分别完成寄存器的置位复位、电梯运行状态判断、时序电路及电梯运行楼层变化和响应提前延时请求。程序中定义了以下几个信号：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（判断状态的使能信号），输出端口qout，lamp的内部信号lift，ladd，时序内部信号time。

        楼层请求寄存器的复位和置位　如果乘客进入电梯后所选的楼层大于所在的楼层，而且电梯处于上升或者是ladd为“01”的等待状态，