电梯仿真系统的设计是一个结合了数字逻辑电路知识的实践项目,旨在提升学生的综合应用能力、问题解决能力和团队协作技能。在这个项目中,学生需要构建一个能够模拟电梯运行的系统,包括轿厢状态的跟踪、乘员输入处理、显示输出以及一些扩展功能。
1. **基本功能**:
- **轿厢状态寄存器**:系统内部需有两个寄存器,分别存储轿厢所在楼层和门的状态。这需要使用到数字逻辑中的存储元件,如触发器或者寄存器来实现。
- **七段数码管显示**:用七段数码管显示电梯位置和门的状态。这涉及到编码逻辑,将楼层和门状态转换为七段数码管可显示的二进制代码。
- **乘员输入处理**:乘员通过按钮输入目标楼层,同时LED灯亮起,电梯收到输入后开始移动,并用数码管指示运动方向。这需要设计一个能处理输入信号的逻辑电路,可能包括优先级编码器和译码器。
- **电梯逻辑**:电梯的运动必须遵循一定的逻辑,如无输入时停留,有输入时按顺序规划路径。这需要设计一个状态机来控制电梯的上升、下降以及停止行为。
2. **扩展功能**:
- **拨码开关模拟乘客进出**:拨码开关模拟乘员进出,电梯门需在有乘员时保持开启,无人时延迟关闭。这需要添加延时电路和检测乘客进出的逻辑。
- **闪烁提示**:当电梯到达目标楼层时,数码管闪烁提示。这涉及定时器电路设计,用于控制数码管的闪烁。
3. **设计报告要求**:
- **Verilog编程**:使用硬件描述语言Verilog进行编程,实现上述功能,并在仿真软件中验证逻辑正确性。
- **设计方案**:确定总体设计思路,绘制框图、逻辑电路图或状态转换图,展示系统的架构和工作原理。
- **实验调试**:在硬件平台上进行调试,确保系统能在实际环境中正常工作。
- **文献调研**:研究相关文献,分析数字系统的现状和发展趋势,以及新技术的应用。
4. **考核标准**:
- **团队协作**:评估团队成员之间的配合和交流。
- **实验成绩**:根据实际电路测试结果给出评分。
- **设计说明书**:检查报告的完整性和质量,包括方案合理性、技术经济分析等。
- **答辩表现**:答辩过程中的表达清晰度、问题解答的准确性。
这个课程设计涵盖了数字逻辑、状态机设计、硬件描述语言编程、电路仿真等多个方面的内容,不仅锻炼了学生的理论知识应用,也提升了他们的动手能力和创新思维。