北邮数电实验报告—简易三层电梯控制器.docx

《简易三层电梯控制器》是北京邮电大学数字电路与逻辑设计实验的一个项目，旨在通过VHDL语言和Quartus II软件，让学生掌握状态机设计方法及其在电子系统设计中的应用。实验要求设计一个能够模拟三层电梯运行状态的控制器，包括电梯的上升、下降、开关门等功能，并通过LED灯和数码管进行状态显示。 实验的目标不仅是熟练操作VHDL和EDA工具，还在于理解状态机的工作原理。电梯控制系统分为控制器和受控电路两部分，控制器根据外部和内部按钮的信号来决定电梯的动作，并通过LED灯指示电梯的状态，如上行、下行、开门、关门。此外，系统还有一个4秒的开关门等待电路，并使用数码管显示电梯所在楼层。 设计过程中，电梯控制器采用状态机实现，共有10个状态，包括电梯在每一层的停留、开门、关门以及不同等待时间的状态。状态之间的转换依据设计需求和外部输入信号，例如复位信号reset为高电平时，电梯会回到初始状态。系统结构包括主分频模块用于将50MHz的外部时钟降低至1Hz的内部计时，灯控制模块负责状态记忆和清零，确保电梯状态的准确更新。 实验中，电梯的运行情况通过各种场景来模拟，例如电梯从一层到三层的上升、开门、关门，以及处理不同楼层的上升和下降请求。在处理多个请求时，控制器需要按照优先级进行响应，如电梯在一层时，若同时有上升和下降请求，电梯会先响应下降请求，然后再响应上升请求。 源代码部分展示了VHDL实体的定义，包括时钟、复位信号以及各个楼层的上升、下降和停站请求端口。这些端口的输入将驱动状态机进行相应的状态转换，实现电梯的逻辑控制。 这个实验是一个综合性的实践项目，它结合了硬件描述语言、状态机设计、逻辑控制和实时响应等多个方面的知识，旨在提升学生的数字电路设计能力和系统思维能力。通过这样的实验，学生能够更好地理解和运用数字电路理论，并为将来在通信工程领域的深入学习和研究打下坚实基础。