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1、《計(jì)算機(jī)EDA設(shè)計(jì)》實(shí)驗(yàn)教程實(shí)驗(yàn)十二電梯控制器北航計(jì)算機(jī)學(xué)院艾明晶7/31/20211內(nèi)容概要實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)要求預(yù)備知識(shí)電梯控制器工作原理輸入、輸出信號(hào)設(shè)計(jì)思路進(jìn)行仿真引腳鎖定、編程下載及在線調(diào)試(選做)功能擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)報(bào)告7/31/20212實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私饪刂葡到y(tǒng)的一般工作方式。熟悉從根據(jù)基本的行為模型或功能要求建立邏輯模型到進(jìn)一步完成全部系統(tǒng)的整個(gè)設(shè)計(jì)過程,并掌握其中的設(shè)計(jì)思路與方法。了解電梯調(diào)度算法的思想及應(yīng)用。7/31/20213實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)一個(gè)電梯控制器,使之按電梯的調(diào)度算法控制電梯完成4個(gè)樓層的載
2、客服務(wù)。功能要求電梯分為“運(yùn)行”模式和“下班”模式“運(yùn)行”模式:當(dāng)電梯工開始上班時(shí),先用鑰匙打開電梯門口的開關(guān)鎖,使電梯及電梯控制器通電,則power變?yōu)椤?”,電梯進(jìn)入“運(yùn)行”模式。再按一下1樓電梯門口的↑按鈕,則電梯門打開,樓層顯示status為1。“下班”模式:電梯運(yùn)行一天后,當(dāng)電梯工要下班時(shí),先將電梯內(nèi)開關(guān)admin切換到“有司機(jī)”模式(高電平);按一下cmd1按鈕,使電梯下行到1樓,暫停,門會(huì)自動(dòng)打開,并一直開著,同時(shí)不會(huì)再響應(yīng)任何呼叫請(qǐng)求;然后電梯工用鑰匙將電梯門口的開關(guān)鎖鎖住,則電梯“運(yùn)
3、行”模式將切換到“下班”模式,電梯門自動(dòng)關(guān)閉,電源切斷。7/31/20214當(dāng)電梯處于運(yùn)行模式時(shí),又分為“有司機(jī)”模式和“無司機(jī)”模式“有司機(jī)”模式:當(dāng)電梯門打開后,門會(huì)一直開著,必須由電梯工按一下關(guān)門按鈕“close”,電梯門才會(huì)關(guān)閉,然后電梯才會(huì)響應(yīng)呼叫信號(hào),上行或下行。無自動(dòng)關(guān)門功能,也就沒有提前關(guān)門和延遲關(guān)門的情況?!盁o司機(jī)”模式:無須電梯工操縱,電梯可無人駕駛自動(dòng)運(yùn)行;電梯門打開后等待3s則門會(huì)自動(dòng)關(guān)閉,然后電梯響應(yīng)呼叫信號(hào),上行或下行。在“無司機(jī)”模式下,有自動(dòng)關(guān)門功能,也有提前關(guān)門和延遲
4、關(guān)門的功能。7/31/20215搭便車若乘客在某樓層按下某方向呼叫按鈕后,當(dāng)電梯在以相應(yīng)方向運(yùn)行并經(jīng)過該樓層時(shí)應(yīng)暫停,自動(dòng)開門。直接響應(yīng)如果電梯事先在某一樓層停留不動(dòng),當(dāng)有乘客在另一樓層按下某方向呼叫按鈕后,則電梯直接來到呼叫者所在樓層讓乘客進(jìn)入。7/31/20216提前關(guān)門和延遲關(guān)門功能在“無司機(jī)”模式下,在電梯暫停、開門的頭3s內(nèi),乘客可按一下提前關(guān)門按鈕“close”,使電梯門提前關(guān)閉,1s后電梯繼續(xù)運(yùn)行;或按住延遲關(guān)門按鈕“open”,使電梯門一直處于開門狀態(tài),一旦松開此按鈕,則電梯門自動(dòng)關(guān)門
5、,1s后電梯繼續(xù)運(yùn)行電梯從一個(gè)樓層運(yùn)行到相鄰樓層的時(shí)間為2s遵循電梯的調(diào)度算法電梯在一次運(yùn)行中,要在到達(dá)這一運(yùn)行方向上請(qǐng)求到達(dá)的最后一個(gè)樓層之后才改變運(yùn)行方向。這樣能夠在不按照時(shí)間順序?qū)Ω鱾€(gè)命令和呼叫排隊(duì)的情況下較快地滿足所有乘客的要求,同時(shí)運(yùn)行效率(負(fù)載率)較高,不必頻繁改變運(yùn)行方向。7/31/20217顯示功能電梯內(nèi)控制面板上顯示區(qū)域的數(shù)碼管和位于各樓層電梯門口的數(shù)碼管,當(dāng)電梯運(yùn)動(dòng)時(shí)穩(wěn)定顯示電梯剛經(jīng)過的樓層號(hào);到達(dá)某層后控制面板上的數(shù)碼管和該樓層電梯門口的數(shù)碼管閃爍顯示當(dāng)前所在樓層號(hào)(關(guān)門1秒后不
6、再閃爍)。位于每樓層電梯門口和電梯內(nèi)控制面板上顯示區(qū)域的米字型顯示器,當(dāng)電梯上升時(shí)顯示為上升,當(dāng)電梯下降時(shí)顯示為下降。7/31/20218預(yù)備知識(shí)控制系統(tǒng)的一般模型被控系統(tǒng)的狀態(tài)狀態(tài)機(jī)與控制數(shù)字邏輯電路的控制系統(tǒng)邏輯模型的建立7/31/20219電梯控制器工作原理與電梯控制和顯示有關(guān)的輸入、輸出設(shè)備每層電梯門口有:↑按鈕和/或↓按鈕米字型顯示器數(shù)碼管電梯內(nèi)有一個(gè)控制面板,上面有:樓層選擇按鈕1~4開門按鈕“open”和關(guān)門按鈕“close”有一個(gè)米字型顯示器還有一個(gè)數(shù)碼管456123↑↓電梯內(nèi)控制面板
7、示意圖7/31/202110上班和下班選擇運(yùn)行模式若選擇“無司機(jī)”運(yùn)行模式電梯最初停在1層當(dāng)電梯到達(dá)目的地當(dāng)電梯一直停在某層時(shí)一直開門(或稱為延遲關(guān)門)提前關(guān)門有反方向的呼叫信號(hào)時(shí)電梯內(nèi)外的↑(或↓)箭頭何時(shí)點(diǎn)亮當(dāng)有乘客呼叫時(shí),電梯內(nèi)控制面板上對(duì)應(yīng)該樓層數(shù)字點(diǎn)亮,表示該層有呼叫請(qǐng)求7/31/202111若選擇“有司機(jī)”運(yùn)行模式“有司機(jī)”模式下,沒有自動(dòng)關(guān)門功能,也就沒有提前關(guān)門和延遲關(guān)門(則不會(huì)用到open按鈕)的情況。注意電梯的運(yùn)行方向不是由電梯工人工控制的,它是根據(jù)電梯的調(diào)度算法自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。電梯工
8、的主要工作是操作電梯門的關(guān)閉,一旦門關(guān)閉,則電梯按調(diào)度算法上行或下行。7/31/202112輸入、輸出信號(hào)輸入信號(hào)clk_1KHz:用作simulator電梯模擬子模塊的輸入時(shí)鐘;clk_10Hz:用作display顯示子模塊的輸入時(shí)鐘;power:選擇電梯為“運(yùn)行”模式或“下班”模式;admin:選擇電梯運(yùn)行模式“有司機(jī)”或“無司機(jī)”;ipt[0:9]:10個(gè)按鈕輸入信號(hào)(為脈沖信號(hào));close_n:關(guān)門按鈕;open_n:開門按鈕。注意只有在“無司