基于FPGA的电梯控制器系统设计方案

2.2 模块设计与实现

对于分频器模块、按键请求模块、电梯控制器模块和指示模块和显示模块这四个模块，电梯控制器模块和指示模块涉及到电梯各种运行情况的处理，其算法是最复杂的，也是最容易出错的。本文采用使用有限状态机来设计该模块，具体的算法描述如下。

将电梯运行定义为7个状态，具体的状态定义如下：

S0：onfloor1，表示在楼层1;

S1：dooropen_up，上升过程中，电梯开门5s;

S2：doorclose_up，上升过程中，电梯关门;

S3：up_lift，表示电梯上升一层;

S4：dooropen_down，下降过程中，电梯开门5s;

S5：doorclose_down，下降过程中，电梯关门;

S6：down_lift，表示电梯下降一层。

各状态在满足一定的条件下转换，具体状态转换如图2所示。

图2 电梯控制器状态转换图

表1 电梯控制器状态转换条件

上表中， pos 表示当前楼层， up[pos ] 、down[pos]、stop[pos]分别表示当前楼层的向上、向下、和停止铵钮的状态。

显然，上述算法并未对楼层数作限制，也就是说该算法适合于任意楼层的电梯控制器。

2.3 仿真验证

本文根据上述算法，采用Verilog HDL语言在FPGA上实现了一个三层电梯控制器。对于实现来说，三层电梯或者多层电梯的控制器只是Verilog代码数量的不同，其算法则完全是本文提出的算法，没有区别。本文只所以实现了一个三层电梯控制器，是因为硬件开发环境的资源(包括按钮的数量、指示灯的数量)仅满足三层电梯控制器的验证。