1實驗目的
1. 體現出控制器在生活中的作用;
2. 完成相關設備的設計。
2實驗設備及器件
Dream Logic
3實驗內容
3.1設計要求
為了體現控制器與生活的緊密相關,我們決定設計一個樓房電梯控制器,該電路具有如下功能:
1.每層電梯入口設有上樓和下樓請求開關各一個,最底層的只有上樓請求,最高層只有上樓請求,電梯內設有乘客到達層數的停站要求開關。
2.電梯所處層數指示裝置和電梯上下行狀態指示裝置。
3.電梯每隔3秒升或降一層,到達某一層時,數碼管顯示該層層數,并一直保存到電梯到達新一層為止。
4.電梯到達有停站要求的層后,經過1秒,電梯門自動打開并且打開開門指示燈,經過5秒后,電梯門自動關閉同時熄滅開門指示燈。
5.能保證對電梯內外的所有請求信號進行響應,并按照電梯運行規則進行逐一響應,每個請求信號保留至執行后進行撤除。
6.電梯運行規則:電梯處于上升狀態時,只接收比所在位置高的樓層的上樓請求信息,由上而下逐個執行直到最后的請求執行完畢。如更高層有下樓請求,則直接上升到有下樓請求的最高層,然后轉入向下降的模式。電梯處于下降的模式時則與之相反,只接收比電梯所在位置低的下樓的請求,由上到下逐個解決,直到最后的請求被執行完畢。如果最底層有上樓的請求時,則降至該層樓并轉入上升的模式。電梯執行完所有的請求后,應停在最后所在樓層保持位置不變,等待新的上升或下降請求。
7.開機時,電梯應停在一樓,而各種上下樓的相關請求均被清除。
3.3主要模塊設計
根據上面的設計方案,我們以設計三層樓的電梯設計為例,設計中應具有一些信號和模塊。
1)信號說明
up1~up2:分別為電梯外 1、2 樓用戶上樓請求信號。
dn2~dn3:分別為電梯外 2、3 樓用戶下樓請求信號。
to1~to3:分別為電梯內用戶到 1、2、3 樓的請求信號。
lup1~lup2:分別為電梯外 1、2 樓用戶上樓請求指示。
ldn2~ldn3:分別為電梯外 2、3 樓用戶下樓請求指示。
lto1~lto3:分別為電梯內用戶到 1、2、3 樓的請求指示。
cup1~cup2:分別用于清除 1、2 樓用戶的上樓請求。
cdn2~cdn3:分別用于清除 2、3 樓用戶的下樓請求。
cto1~cto3:分別用于清除電梯內用戶到 1、2、3 樓的請求。
floor:樓層顯示。
Openled:開門指示。
Upled:上升指示。
Dnled:下降指示。
2)模塊說明
請求處理模塊:處理用戶的請求并在當請求被處理后完成對請求指示的清除工作。
控制模塊:完成上述設計要求中功能要求。
3.4狀態轉換表(使用5位二進制編碼所有狀態)如下表所示。說明如下
Lup1、lup2、ldn2、ldn3、lto1、lto2、lto3:1 或/1 均表示有請求,0 表示無請求,空表示任 意值。
當前狀態與所有有效輸入均為“與”的關系,當一行中有多個“/1”時,表示只要其中一個請求 有效即可,例如第一行的狀態轉換邏輯可以描述為:s1open1 = stop1(lup1 | lto1),含義是,當電梯處于停在1樓的狀態時,若1樓有上樓請求或者有到1樓的請求,則電梯開門并進入開門 第一秒的狀態。
S1up3 0 /1 0 /1 0 1 1 1 1 S2up1
表示由當前狀態 S1up3 進入下一個狀態 S2up1。當電梯處于1樓升2樓的第3秒狀態時,若2樓沒有上樓請求、沒有到2樓的請求、3樓有下樓請求或有到3樓的請求,則電梯到達2樓后不停止,繼續上升,進入2樓上3樓的第一秒狀態。
4實驗思路
4.1控制模塊
4.1.1 首先是完成控制部分的設計,按照已給的狀態轉換圖畫出狀態轉化表,由表我想到可以運用同步計數異步清零的計數器完成實驗,而行標是同步置數的條件,在相應條件下,會完成指定置數,需要3-8譯碼器、2-4譯碼器和8-3優先編碼器進行輔助,還要對下列14種變化設計14種門電路已保每種狀態都會完成指定置數,跳轉到相應的下一狀態。
4.1.2還要保證在stop1、stop2、stop3時,能夠停住,即計數器進入保持狀態。
4.1.3還需要確保下一狀態是stop1、stop2、stop3時電梯能停住而不是亂跳,需要將置數的條件再補充一部分,及完成閉環。
4.1.4將對應的數值分給相應狀態。
4.1.5保證有輸入就置數。
注:基本上所有輸入線都不能直接連在一起,需要用門電路。
4.2請求處理模塊
4.2.1 同樣是運用同步計數異步清零的計數器完成,運用其置數和清零功能完成,用其他的寄存器會因為不能使用時變藍而導致整個系統崩潰。
4.2.2清零的條件:一層的指令是電梯s1open5,二層是電梯s2open5,三層是電梯s3open5,而updn清零的條件是上三個的任意一個。
4.2.3置數的條件:確認好執行信號后,發動脈沖完成置數。
狀態轉換表
5實驗過程
5.1實驗步驟
按照實驗思路耐心連接電路并即使糾錯,運行電路進行仿真對電路的功能性進行檢驗。如有故障,耐心查找問題源頭,并進行改正。
5.2實驗數據
如上表所示。
5.3實驗電路圖(詳細)
總電路
指示燈部分電路
封裝內部情況
封裝內部門電路
五位同步置數異步清零計數器
請求處理模塊
5.4實驗總結
通過設計的電路可以實現設計的功能,但是實驗還具有一些可以改進的部分:請求處理部分需要脈沖才能進行,并且無法從根源上將信號消除。
作者介紹:
侯勃旭(2000.4.25),性別:男;籍貫:河北石家莊;民族:漢;學歷:本科在讀。