EDA課程設(shè)計（論文）電梯控制系統(tǒng)設(shè)計

1、燕 山 大 學 課 程 設(shè) 計 說 明 書燕山大學課 程 設(shè) 計 說 明 書題目： 電梯控制 學院（系）： 電氣工程學院 年級專業(yè)： 09級應(yīng)電3班 學 號： 學生姓名： 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 實驗師 燕山大學課程設(shè)計（論文）任務(wù)書院（系）：電氣工程學院 基層教學單位：電子實驗中心 學 號學生姓名專業(yè)（班級）設(shè)計題目電梯控制設(shè)計技術(shù)參數(shù)樓層顯示1-7電梯自動從1層上升到7層，再從7層下降到1層在點陣電路上顯示流動的上下箭頭具有暫停功能設(shè)計要求8*8點陣電路顯示上下箭頭用1個數(shù)碼管顯示樓層1個數(shù)字開關(guān)實現(xiàn)暫停功能工作量學會使用max+plusii軟件、verilog hdl語言和實驗箱；獨立完

2、成電路設(shè)計，編程下載、連接電路和調(diào)試；參加答辯并書寫任務(wù)書。工作計劃1. 了解eda的基本知識，學習使用軟件max+plusii，下發(fā)任務(wù)書，開始電路設(shè)計；2. 學習verilog hdl語言，用verilog hdl進行程序設(shè)計3. 學習使用實驗箱，繼續(xù)電路設(shè)計；4. 完成電路設(shè)計；5. 編程下載、連接電路、調(diào)試和驗收；6. 答辯并書寫任務(wù)書。參考資料數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).閻石主編.高等教育出版社.eda課程設(shè)計a指導(dǎo)書.鄭兆兆等編. verilog hdl程序設(shè)計與應(yīng)用王偉編著指導(dǎo)教師簽字基層教學單位主任簽字說明：此表一式四份，學生、指導(dǎo)教師、基層教學單位、系部各一份。2012年01月 05

3、日 目 錄第一章 設(shè)計說明3 一、設(shè)計思路 3 二、模塊介紹 5 三、真值表 6第二章 verilog hdl設(shè)計程序序 8第三章 波形仿真圖 15第四章 管腳鎖定及硬件連線 16第五章 總結(jié) 17參考文獻 18第一章 設(shè)計說明 本課題設(shè)計實現(xiàn)了對電梯顯示電路的控制。當電梯上升時，8*8點陣上出現(xiàn)流動的上升箭頭，顯碼管隨電梯上升依次顯示1-7；當電梯下降時，8*8點陣上出現(xiàn)流動的下降的箭頭，顯碼管隨電梯下降依次顯示7-1。電梯具有暫停功能。在實現(xiàn)課題要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)電梯的實際應(yīng)用環(huán)境，增加了一下幾個功能：一、電梯在中途停止時，箭頭不在流動，而是根據(jù)實際情況顯示閃動的向上或向下的箭頭。此時電梯

4、的實際樓層位置與顯碼管顯示應(yīng)該一致，數(shù)碼管不再變化。二、電梯暫停時，蜂鳴器隨箭頭閃動而發(fā)出聲音，提示電梯處于暫停狀態(tài)。暫停結(jié)束，蜂鳴器不再發(fā)聲。三、電梯顯示層數(shù)用動態(tài)數(shù)碼管顯示，電梯處于第幾層，第幾個動態(tài)數(shù)碼管顯示樓層數(shù)。一、設(shè)計思路該設(shè)計設(shè)置了一個開關(guān)switch，實現(xiàn)暫停功能。用中間變量flag作為電梯上升下降的使能信號，低電平時電梯上升，高電平時電梯下降。電梯到第一層是flag置零，第七層時flag置一。用ss記樓層數(shù)，flag為零時，ss遞增，flag為一時，ss遞減。并用ss作為數(shù)碼管的位選信號。把ss編譯為七段碼的七位段碼，用rl表示，并輸出。用t作為蜂鳴器的使能信號，高電平有效。

5、用row和line控制點陣的行列掃描。由于箭頭流動或閃動會有多個狀態(tài)，所以程序中用中間變量p控制掃描哪個箭頭。箭頭的掃描過程如下：依次快速掃描下圖1、2、3、4時由于發(fā)光二極管的余暉和人眼的視覺停留就會使人看到如圖五的效果。其他圖形同理可以得到（在此不一一列舉）。當快速掃描時圖5、6、7轉(zhuǎn)換時，給人的感覺就是箭頭在閃動。向下的閃動箭頭同理可以得到。圖1 圖2 圖2 圖4 圖5 圖6 圖7 圖8 二、模塊介紹該設(shè)計使用一個模塊，內(nèi)含4個always模塊：模塊1：電梯升降控制模塊在此模塊中，當開關(guān)switch開通時，ss開始計數(shù)，（clk0控制其計數(shù)周期，本程序中clk0為0.5hz，即2秒鐘電梯

6、上升一層）flag為0時電梯上升，ss開始遞增，ss為時flag為1，電梯下降，ss遞減，ss為0時，flag置0.依次循環(huán)。同時ss即為樓層數(shù)。當switch關(guān)斷時，ss保持原值，不再計數(shù)，電梯暫停。模塊2：箭頭各狀態(tài)掃描時間及蜂鳴器控制模塊在此模塊中，首先用clk1（2hz）控制箭頭各個狀態(tài)的轉(zhuǎn)換時間，即每個箭頭保持時間。當開關(guān)switch為1時 ，中間變量p開始從0到2循環(huán)計數(shù)，當電梯上升即flag為0時，在模塊3中依次掃描上升的三個箭頭，如圖5、6、7依次掃描。出現(xiàn)向上閃動箭頭。當switch為0時，p從3到4循環(huán)計數(shù)，電梯上升時，依次掃描圖5和圖8。點陣出現(xiàn)向上閃動箭頭。電梯向下時同

7、理。再次就是控制蜂鳴器，當switch為0，且p為3時。蜂鳴器使能端t置高電平，其他情況t為低電平。蜂鳴器發(fā)聲周期與箭頭閃動周期相同。模塊3：點陣掃描控制模塊在此模塊中，快速（clk2為1024hz）掃描點陣的行和列，例如快速掃描圖1、2、3、4時。會出現(xiàn)圖5的上升箭頭。當flag為0時掃描向上的箭頭，當flag為1時，掃描向下的箭頭。模塊4：數(shù)碼管顯示控制模塊在此模塊中，ss控制位選信號，rl控制七段碼段選信號，每一個ss對應(yīng)一個七段碼。當電梯升降式，動態(tài)數(shù)碼管依次顯示樓層數(shù)。三、真值表1、 點陣箭頭顯示真值表。表一行列l(wèi)ine0line1line2line3line4line5line6l

8、ine7row0000011000row1000011000row2000011000row3000011000row4000011000row5000011000row6000011000row7000011000 表二行列l(wèi)ine0line1line2line3line4line5line6line7row0100100100row1000100100row2000100100row3000100100row4000100100row5000100100row6000100100row7000100100表三行列l(wèi)ine0line1line2line3line4line5line6line

9、7row0101000010row1101000010row2001000010row3001000010row4001000010row5101000010row6101000010row7101000010表四行列l(wèi)ine0line1line2line3line4line5line6line7row0010000001row1010000001row2010000001row3110000001row4110000001row5010000001row6010000001row7010000001以上四個表為上升的完整箭頭的真值表，由于狀態(tài)較多，在此不一一列出真值表。2、數(shù)碼管顯示真值表。

10、升降位選段選樓層flagss0ss1ss2rl0rl1rl2rl3rl4rl5rl6000100001101001010110112001110011113010011001104010111011015011011111016111100001117111011111016110111011015110011001104101110011113101010110112000100001101第二章 verilog hdl設(shè)計源程序電梯控制的源程序如下：module a(clk0,clk1,clk2,line,row,rl,ss,switch,t);/clk0控制電梯上升時間；input sw

11、itch,clk0,clk1,clk2; /clk1控制各個畫面轉(zhuǎn)換時間；output line,row,rl,ss,t; /clk2控制點陣掃描時間； reg7:0 line; /line,row控制點陣的行和列；reg7:0 row; /ss為樓層數(shù)；reg6:0 rl; /rl表示七段譯碼；reg2:0 ss;reg t; /switch為數(shù)字開關(guān)integer flag;integer p;reg1:0c;always (posedge clk0) if (switch) begin if(flag=0) /上升 begin ss=ss+1; if(ss=3b111) flag=1;

12、end else if(flag=1) /下降 begin ss=ss-1; if(ss=3b001) flag=0; end endelse /暫停 ss=ss; always (posedge clk1)begin if(switch=1) begin t=0; if(p2) p=p+1; else p=0; end else if(switch=0) begin if(p=3) begin t=1; p=p+1; end else begin t=0; p=3; end endendalways (posedge clk2)if(flag=0) /flag=0時，顯示上升箭頭； begi

13、n if(p=0) begin c=c+1; case(c) 0: begin line=8b00011000;row=8b00000000;end 1: begin line=8b00100100;row=8b00000001;end 2: begin line=8b01000010;row=8b11100011;end 3: begin line=8b10000001;row=8b11100111;end endcase end else if(p=1) begin c=c+1; case(c) 0: begin line=8b00011000;row=8b11110000;end 1:

14、begin line=8b00100100;row=8b11110000;end 2: begin line=8b01000010;row=8b11111110;end 3: begin line=8b10000001;row=8b11111110;end endcase end else if(p=2) begin c=c+1; case(c) 0: begin line=8b00011000;row=8b00000111;end 1: begin line=8b00100100;row=8b00001111;end 2: begin line=8b01000010;row=8b000111

15、11;end 3: begin line=8b10000001;row=8b00111111;end endcase end else if(p=3) begin c=c+1; case(c) 0: begin line=8b00011000;row=8b00000000;end 1: begin line=8b00100100;row=8b00000001;end 2: begin line=8b01000010;row=8b11100011;end 3: begin line=8b10000001;row=8b11100111;end endcase end else if(p=4) be

16、gin line=8b00000000;row=8b11111111; end end else if(flag=1) /flag=1時，顯示下降箭頭； begin if(p=0) begin c=c+1; case(c) 0: begin line=8b00011000;row=8b00000000;end 1: begin line=8b00100100;row=8b10000000;end 2: begin line=8b01000010;row=8b11000111;end 3: begin line=8b10000001;row=8b11100111;end endcase end

17、else if(p=1) begin c=c+1; case(c) 0: begin line=8b00011000;row=8b00001111;end 1: begin line=8b00100100;row=8b00001111;end 2: begin line=8b01000010;row=8b01111111;end 3: begin line=8b10000001;row=8b01111111;end endcase end else if(p=2) begin c=c+1; case(c) 0: begin line=8b00011000;row=8b11100000;end

18、1: begin line=8b00100100;row=8b11110000;end 2: begin line=8b01000010;row=8b11111000;end 3: begin line=8b10000001;row=8b11111100;end endcase end else if(p=3) begin c=c+1; case(c) 0: begin line=8b00011000;row=8b00000000;end 1: begin line=8b00100100;row=8b10000000;end 2: begin line=8b01000010;row=8b110

19、00111;end 3: begin line=8b10000001;row=8b11100111;end endcase end else if(p=4) begin line=8b00000000;row=8b11111111; en endalways (ss) begin case(ss) 0: begin rl= 7b0000000;end 1: begin rl= 7b0000110;end 2: begin rl= 7b1011011;end 3: begin rl= 7b1001111;end 4: begin rl= 7b1100110;end 5: begin rl= 7b

20、1101101;end 6: begin rl= 7b1111101;end 7: begin rl= 7b0000111;end endcaseendendmodule第三章 波形仿真圖1樓層顯示波形圖9 2蜂鳴器波形 圖103點陣波形圖114整體波形圖12第四章 管腳鎖定及硬件連線1、管腳鎖定信號clk0clk1clk2switchtss0ss1ss2管腳號7471693938737068信號row0row1row2row3row4row5row6row7管腳號198196193191189179176174信號line0line1line2line3line4line5line6line

21、7管腳號197195192190187177175173信號rl 0rl 1rl 2rl 3rl 4rl 5r l6管腳號758587899088862硬件連接pin7471693938737068實驗箱clock22clook20clock11/ss0ss1ss2pin198196193191189179176174實驗箱row1row2row2row4row5row6row7row8pin197195192190187177175173實驗箱ra1ra2ra3ra4ra5ra6ra7ra8pin75858789908886實驗箱abcdefg第五章 總結(jié)兩周的課設(shè)很快就結(jié)束了，到最后我終于完成了我的任務(wù)電梯控制。在一開始我第一次接觸了max+plusii軟件，從一開始的一無所知，到后來慢慢了解，這是一個慢慢摸索，仔細總結(jié)，不斷犯錯，屢次改正的過程。在我拿到任務(wù)書的時候，我沒有了一開始的好奇感，取而代之的是困惑與不解。一開始我走了許多彎路，但是經(jīng)過不斷地學習和總結(jié)，我的課題，從局部的思路設(shè)想到具體的程序設(shè)計，從程序的編譯到對錯誤的修改，從程序的調(diào)試到上箱成功。我得到的不僅是一個比較成功的結(jié)果，在這個過程中我學到了很多東西，無論在理論上還是動手實踐過程中，我都有了很大提高。經(jīng)過這兩周的實踐與摸索，我深刻的