EDA中的电梯控制器的系统设计方案

根据系统设计要求，并考虑到系统的可验证性，整个系统的输入输出接口设计如图1所示：系统工作用2 Hz基准时钟信号CLKIN，楼层上升请求键UPIN，楼层下降请求键DOWNIN，楼层选择键入键ST_CH，提前关门输入键CLOSE，延迟关门输入键DELAY，电梯运行的开关键RUN_STOP，电梯运行或停止指示键LAMP，电梯运行或等待时间指示键RUN_WAIT，电梯所在楼层指示数码管ST_OUT，楼层选择指示数码管DIRECT。

如图1 电梯控制器DTKZQ的输入输出接口图

电梯的控制状态包括运行状态、停止状态及等待状态，其中运行状态又包含向上状态和向下状态。主要动作有开、关门，停靠和启动。乘客可通过键入开、关门按钮，呼唤按钮，指定楼层按钮等来控制电梯的行与停。

据此，整个电梯控制器DTKZQ应包括如下几个组成部分：①时序输出及楼选计数器；②靶梯服务请求处理器；③电梯升降控制器；④上升及下降寄存器；⑤电梯次态生成器。该电梯控制器设计的关键是确定上升及下降寄存器的置位与复位。整个系统的内部组成结构图如图2所示。

如图2 电梯控制器的内部组成结构图

由上面的内部组成结构图可知，系统中的模块较少，因此我们可采用多进程的方式进行VHDL程序设计。程序中主要进程有四个（见后述的DTKZQ.VHD）：分频及楼选信号产生进程P1，楼层请求寄存器的置位与复位进程P2，电梯运行的次态控制进程P3，电梯运行楼层计数及提前/延迟关门控制进程M。其中P3是最重要的一个进程，合理判断电梯的运行次态是完成本设计的关键。

Pl进程将CLKIN 2分频，产生1 Hz的时钟信号驱动M进程。Pl进程同时对DIR加1计数，从“0000”计到“1111”。

P2进程通过楼层选择指示变量DIR、电梯所在楼层变量LIFTOR和输入信号UPIN，DOWNIN、ST_CH来判断UR、DR的置位。

P3进程根据UR/DR的寄存器状态和电梯所在楼层变量LIFTOR，当WAI_T=110时，给出电梯的下一个状态。LADD为电梯的下一状态的指示变量，“11”表示上升，“10”表示下降，“01”或“00”表示等待状态。

P4进程由DIVID信号驱动，它响应CLOSEX，DELAYX信号，完成提前关门和延时关门请求，并根据LADD的状态对LIFTOR变量做相应的增减。LIFTOR加1产生ST_OUT输出信号，LADD（1）则直接输出给LAMP变量。