基 于 三 层电梯控制器的设 计 韩团军 陕西理 工 学 院 , 电信工程 系 摘 要 用层 次化 的设计方法 , 通过硬件描述语 言 对 电梯控制器各功能模块进行编程 , 并使用 软件对 该程序进 行 了编 译 、 仿真 , 结果表 明该 电梯遵循方 向优先 的原则提 供三 个楼层 多用户 的载客服 务并指 示 电梯 的运 行情况 。 关键词 电梯 控制器 · , , 。 , , 弓言 本 文采用 具有 良好 的可 读性和 易理 解 性 , 源程序 经 电梯控制器是控制 电梯按顾客要求 自动上下 的装置 。 语 言 来 设 计 实用 三 层 电梯控 制器 , 其代码 公 司的 器件 。 通过对 三 层 电梯控 制器 的设 计 , 可 以发现 本 设 计有 一 定 的扩 展 性 , 而且 可 以作 为更 多层 电梯控制器 实现 的基础 。 软件仿真 , 目标器件选用 三 层 电梯 控 制 器将实现 的功 能 每层 电梯入 口 处 设有上下请 求 开关 , 电梯 内设有 顾客到达层 次的停站请求 开 关 。 设 有 电梯 入 口 处位 置 指 示 装 置 及 电梯 运 行 模 式 上升或 下 降 指示装 置 。 电梯每秒 升 降 一 层楼 。 电梯 到达 有停 站 请 求 的楼层 , 经 过 秒 电梯 门打 开 , 开 门指 示灯 亮 , 开 门 秒 后 , 电梯 门关 闭 开 门指示 灯 灭 , 电梯继续进行 , 直 至 执行 完最 后 一个请 求信号后 停 留在 当前层 。 能记忆 电梯 内外所有请求 , 并按 照 电梯运行规 则 按顺序 响应 , 每个请求信号保 留至执行后 消除 。 电梯运 行 规 则 一 当 电梯处 于上 升模式 时 , 只 响应 比电梯所在位置 高的上楼请求信号 , 由下而上逐个执行 , 直到最后 一 个上楼请求执行 完毕 如 果 高层有下楼请求 , 则 直接 升 到 由下 楼请 求 的最 高层 , 然 后 进 入 下 降模 式 。 当 电梯处 于 下 降模 式 时则与上升模 式相 反 。 电梯初始状态 为一层 开 门状 态 。 设计 方 案和 论 证 控制器 的设 计 方案 控 制器 的功 能模块如 图 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 制 器 进 行处 理 , 同 时 显 示 电梯 的运 行状 态 和 电梯 所 在 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 。 图 电梯控制器原理 图 三层 电梯控制器 的设计思 路 电梯控 制 器 采用状 态 机 来 实现 , 思 路 比较 清 晰 。 可 以将 电梯 等待 的每秒 钟 以及 开 门 、 关 门都看 成一 个 独 立 的状 态 。 由于 电梯 又 是每秒 上 升或 下 降一 层 , 所 以就 可 以通 过 一个 统一 的 秒 为周 期 的时钟 来触 发状态 机 。 根据 电梯 的实际工 作情 况 , 可 以把 状 态 机 设 置 个 状 态 , 分 别 是 ’ 电梯 停 留在 第 层 ” 、 ”开 门等 待 第 秒 , 、 ”开 门等待第 秒 , 、 ’开 门等 ”下 降‘ 和 ’停 止 状态 ” 。 各个状 态 之 待第 秒 ’ 、 间 的转换条件 可 由上面 的设计 要 求所 决 定 。 ”开 门等待第 秒 ” 、 ”上 升 “ 、 ’开 门 ” 、 ’关 门 ’ 、 三层 电梯控制 器 的综合设计 三层 电梯控制 器 的实体设计 首先考虑输入端 口 , 一个 异步 复位 端 口 , 用 于 在系统不正常 时回到初始状态 在 电梯外部 , 必 须有升 降 请求 端 口 , 一层 是最 低层 , 不 需 要 有 下 降请 求 , 三 层 是 最 高层 , 不 需要 有 上 升请 求 , 二 层 则 上 升 、 下 降请 求 端 口 都有 在 电梯 的 内部 , 应 该设有各层停 留的请求端 口 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 洲医 

一 个 电梯 时钟 输入 端 口 , 该输入 时钟 以 秒 为周 期 , 用 于 驱 动 电梯 的升 降及 开 门关 门等动 作 另有 一 个按键 时钟 输 入端 口 , 时钟频率 比 电梯时钟 高 。 其 次 是输 出端 口 , 有 升 降请 求 信 号 以后 , 就得 有一 个 输 出端 口 来 指 示 请 求 是 否 被响应 , 有请 求 信 号 以后 , 该输 出端 口 输 出逻 辑 , ’ 。 被 响应 以后 则 恢 复逻 辑 ’ 『 同样 , 在 电梯 内部 也 应 该有 这样 的输 出端 口 来显 示 各层 停 留是 否 被 响 应 在 电梯外 部 , 需要 一 个端 口 来 指 示 电 梯 现 在 所 处 的位 置 电梯开 门关 门的状 态 也 能用 一 个输 出端 口 来指示 为 了观 察 电梯 的 运 行 是否 正 确 , 可 以设 置一个输 出端 口 来指示 电梯 的升 降状态 。 三 层 电梯控制器 的结构体设计 是 电梯停 留在 层 、 开 门 、 开 门等待第 秒 首先 说 明一 下 状 态 。 状 态机 设 置 了 个状 态 , 分 别 、 关 门 、 开 门等待第 、 开 门等 和 停 止 。 在 实 体 说 明 定 义 完 端 口 之 后 , 在 结 构 体 之 间需要有如 下 的定义语 句 , 来 定 、 开 门等待第 秒 、 下 降 、 上 升 和 秒 待 第 秒 义 状 态机 。 , , , , , , , , , 在 结构 体 中 , 设 计 了俩 个进 程 互 相 配 合 , 一 个 是状 态 机进 程 作 为 主 要进 程 , 另 外 一 个 是 信 号灯 控 制进程 作 为 辅助 进 程 。 状 态机 进 程 中的很 多判 断 条件 是 以信 号灯 进 程 产 生 的信 号 灯 信 号 为依据 的 , 而 信 号灯进 程 中信 号 灯 的熄 灭 又 是 由状 态机进 程 中传 出的 信 号来控 制 。 和 在状 态机 进 程 中 , 在 电梯 的上 升 状 态 中 , 通 过对 信 号 灯 的判 断 , 决定 下 一 个状 态 是 继 续上 升 还 是停 止 在 电梯 下 降状 态 中 , 也 是通 过 对信 号灯 的判 断 , 决 定 卜一 个 状 态 是 继 续 下 降还 是停 止 在 电梯 停 止状态 中 , 判 断 是 最 复杂 的 , 通 过 对 信 号 的判 断 , 决 定 电梯 是 上 升 、 下 降还 是 停止 。 在 信 号灯 控 制 进 程 中 , 由于 使 用 了专 门的频 率较 高 的按 键 时钟 , 所 以使 得 按 键 的灵 敏 度 增 大 , 但 是 时钟 频 率 不 能过 高 , 否 则 容 易使 按键 过 于 灵 敏 。 按 键 后 产 生 的 ’ 用 于 作 为状 态机进程 中的判 点亮 的信 号灯 逻 辑值 为 ’ 断条件 , 而 ’ 使 得相 应 的 信 号灯 熄 灭 。 信 号为逻 辑 ’ 和 三层 电梯 控 制器 设计 三层 电梯控制 器 的 描述 模块 流程 如 图 所 示 。 三 层 电梯控 制器 的源 代码 见 附录 可 知 本 程序 设计 调 用 了工 库 , 设计 中 最 为 常 用 的库 , 它包 含有 工 标 准 的程 序 包 和 其 他 一 些 支 持工业标准 的程序包 。 本设计采用 了 库是 、 、 程 序包 。 以关键词 引导 , 的 实体描 述 了 电路 器 结 尾 的语 句 部 分 , 称 为 实 体 。 件 的外 部 情况 及 各 信 号端 口 的基 本 性 质 。 本 设 计 定 义 了 关 于 三 层 电梯 控 制器 用 到 的各类 时钟 、 异 步复位 按键 、 信 号 灯 指 示 、 电梯 的 请 求 。 端 口 模 式 主 要 就 是 、 、 端 口 。 及 定义 了各端 口 信号的数据 类型 , 主 整数类 标准逻 辑矢量 数据类 型 。 这 些 标准逻 辑位数据类型 、 工 要 是 型 、 都满足 上 面调用 的 以关键 词 库中的程序包 。 引导 , 结尾 的语 句部 分 , 称 为结构体 。 结构体负责描述 电路器 件 的 内部逻 辑功 能或 电路结构 。 本设计定义 了 个状态 。 描述 了在 三 层 电梯 中 出现 的各种可 能 的情 况 作 为控制 电 梯 的主 要进程 。 信号灯控 制作为辅助进程 。 定定义元件库库库库库库库库库库 结结构体体体体体体体体体体体 结结束束束束束束束束束束束 输输输输输输输输输输入端 口口 输输 出端 口口 信信信信信信信信号灯控制进进 程程程程程程 辅助 进程 图 三层 电梯控制器 的 描述 三层 电梯控制器 的模块 时时钟输入入入 信号灯显示示 电电梯服务务 终终端端 图 三层 电梯控制器 的模块 三 层 电梯控 制器 的仿真模块 模 块 一 图 所 示仿 真 的是 在 第 二 层 电梯外 部有 信 号 的一 个 脉 冲 , 可 以 上 升 请 求 , 也 就 是 看 到 电梯 从 一层 上 升 到 二 层 , ’ 表 示 开 门 , ’ 信 号 ’ ’ 表 示 关 门 。 当乘 客 进 入 电梯 以 后 , 在 电梯 内部 要 求 上 升 到 第 三 层 , 也 就 是 产 生一 个 脉 冲 , 电梯 上 升 到第 层 , 开 门 最 后 的值 为 。 , 只 显 示 为一 条 黑 色 的线 , 秒 以后 关 门 , 停 留在 第 王 层 , 在 仿真 图 中看不 到 是 因 为采 用 了频 率较 大 的 时钟 。 再 看 信 号灯 , 当二 层 有 上 升 请求 的时候 , 是 和 ” , 表 示 二 层 有 请 ” 也 就 是 , 表 示 三 层 有 请 求 。 当 电梯 停 留到 它 的 值 由 变 到 。 注 意 位 的 二 进 制 向量 , 这 里 的 代 表 ” 求 “ 第 二 层 以后 , 表 明 该 请 求 被 响应 , 所 以 它 的 值 变 为 , 由于 没 有 下 降请 求 信 号 , 所 以 直 都 为 。 信 号 灯 的值 一 信 号 由 变 到 , 月入 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 

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