VHDL基于FPGA的电梯控制器设计+Quartus仿真+电路图(2)
设计一个8层的基于VHDL的电梯控制器主要要求是：(1) 完成电梯的升降；
(2) 完成电梯楼层信息的显示；(3) 当电梯发生故障时产生报警信号。
本设计的主要模块组成：(1) 系统时钟模块；(2) 按键输入模块；(3) 超声波测楼层模块；(4) 红外传感器模块；(5) 称重传感器模块；(6) 电梯主控模块；(7) 信号存储模块；(8) 故障报警模块；(9) LED显示模块。
本设计所用的仿真测试软件是QuartusII 9.0仿真软件。QuartusII是Altera公司的综合性FPGA开发软件，支持原理图、VHDL、VerilogHDL以及AHDL(Altera Hardware Description Language)等多种设计输入形式，内嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD设计流程，使设计流程简化。
1. VHDL和QuartusII简介
1.1 VHDL语言简介
VHDL( Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)硬件描述语言产生于1982年[4]。直到1987年底，IEEE及美国国防部正式确认VHDL为标准硬件描述语言。大多数EDA公司推出了自己的VHDL设计环境或者自己的工具支持VHDL接口设计，在电子设计领域VHDL得到了广泛的应用。1993年，IEEE发布新版本的VHDL主要在抽象层次及系统描述能力上使VHDL的内容得到扩展。现在，IEEE把VHDL作为的工业行业标准硬件描述语言之一，深受大多EDA公司的支持。事实上，在电子工程行业，VHDL已经被看作通用硬件描述语言。随着时间的推移，VHDL语言终将负担起绝大多数的数字系统设计。
与传统的电子设计技术相比，VHDL设计方法具有以下优点。
(1) 采用自顶向下的设计理念。
(2) 系统方案的可行性在早期的仿真中确定。
(3) 只要有系统的VHDL源程序，就可以完成仿真，使设计更加的容易。
(4) 大量采用ASIC芯片。
1.2 QuartusII介绍
QuartusII自带综合器和仿真器，可以独立的完成从设计输入至硬件配置的PLD设计的完整流程。LPM、MegaFunction等宏功能模块库的支持，使设计更简单、设计速度更快。在可编程逻辑的设计中，由于QuartusII具有直观易用的接口及强大的设计能力，被越来越多的数字系统设计者所使用。
QuartusII具有数字逻辑设计的全部特征，并且提供了与电路结构完全无关的开发环境，其主要特点如下。
(1) 可用于设计的实体文件有：VHDL、结构框图、原理图等。
(2) 具有LogicLock增量设计的方法，使用户可建立并优化系统，增加对系统影响较小的后续模块。
(3) 具有强大的逻辑综合、时序逻辑仿真、电路仿真等功能，还可以完成关键路径延时、定时、时序、嵌入式的逻辑的分析。
(4) 能够添加和创建源文件，并将它们整合起来成为编程文件，整体设计的流程可通过组合编译方式实现。
(5) 可读入标准的VHDL、Verilog、EDIF等网表文件。
总之，Altera的QuartusII可编程逻辑软件是Altera公司开发的第四代PLD平台，并与MentorGraphics Cadence、Synplicity、ExemplarLogic、Synopsys等EDA公司的开发工具相兼容。改进了软件的LogicLock模块设计功能，增添了FastFit编译选项，推进了网络编辑性能，而且提升了调试能力。
2. 电梯设计总体方案
2.1 设计要求
基于FPGA的电梯控制器设计的要求如下。
(1) 设计一个八层楼的电梯控制系统，要求及时处理每层的请求信号，电梯初始状态预设停在最低层，只有当有上升请求信号时电梯才做出响应。
(2) 当电梯处于上升状态时，检测外部是否有上升请求的有效信号或检测本层是否有要下客请求的有效信号，如果有有效信号，则电梯停止，电梯开门下客或载客，如果无有效信号，就检测高于此楼层的各层内部和外部有无请求信号（不论是下降还是上升请求信号），若有则继续上升，若无则检测低于本层的的各楼层是否有请求信号（不论是下降还是上升请求），若有则电梯转向向下的运行方向，响应下层的请求信号，若没有请求信号，则电梯停在该层，等待请求信号[5]。