request_handler.vhd

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-- request_handler.vhd
-- 三层电梯请求寄存与调度模块
--
-- 功能: 接收消抖后的按键脉冲，寄存请求，响应清除信号
-- 标准: VHDL-93, Quartus II 9.1 兼容
-- 风格: 双进程（时序寄存器 + 组合逻辑）
-- 复位: 异步低电平有效 (rst_n)
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library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;

entity request_handler is
  port(
    clk_100hz     : in  std_logic;                     -- 100Hz 扫描时钟（请求寄存用）
    rst_n         : in  std_logic;                     -- 异步复位（低电平有效）

    -- 消抖后的按键脉冲输入（单周期脉冲，active high）
    btn_up1_edge  : in  std_logic;                     -- 1楼上行按键脉冲
    btn_up2_edge  : in  std_logic;                     -- 2楼上行按键脉冲
    btn_dn2_edge  : in  std_logic;                     -- 2楼下行按键脉冲
    btn_dn3_edge  : in  std_logic;                     -- 3楼下行按键脉冲
    btn_go1_edge  : in  std_logic;                     -- 轿厢去1楼按键脉冲
    btn_go2_edge  : in  std_logic;                     -- 轿厢去2楼按键脉冲
    btn_go3_edge  : in  std_logic;                     -- 轿厢去3楼按键脉冲

    -- 来自 elevator_ctrl 的清除信号和状态
    clear_req     : in  std_logic_vector(2 downto 0);  -- 到达楼层后清除对应请求
    current_floor : in  std_logic_vector(1 downto 0);  -- 当前楼层

    -- 输出到 elevator_ctrl 的请求状态
    req_up        : out std_logic_vector(2 downto 0);  -- 上行请求 [1F, 2F, 未用]
    req_dn        : out std_logic_vector(2 downto 0);  -- 下行请求 [未用, 2F, 3F]
    req_go        : out std_logic_vector(2 downto 0);  -- 轿厢目标 [1F, 2F, 3F]
    any_request   : out std_logic                      -- 任意请求有效标志
  );
end entity request_handler;

architecture rtl of request_handler is

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  -- 请求寄存器
  -- req_up_reg: 上行外呼 (0)=1楼上行 (1)=2楼上行 (2)=未用恒为0
  -- req_dn_reg: 下行外呼 (0)=未用恒为0 (1)=2楼下行 (2)=3楼下行
  -- req_go_reg: 轿厢内选 (0)=去1楼 (1)=去2楼 (2)=去3楼
  ---------------------------------------------------------------
  signal req_up_reg : std_logic_vector(2 downto 0);
  signal req_dn_reg : std_logic_vector(2 downto 0);
  signal req_go_reg : std_logic_vector(2 downto 0);

begin

  ---------------------------------------------------------------
  -- 输出连接
  ---------------------------------------------------------------
  req_up <= req_up_reg;
  req_dn <= req_dn_reg;
  req_go <= req_go_reg;

  ---------------------------------------------------------------
  -- any_request: 所有请求位的 OR（组合逻辑）
  ---------------------------------------------------------------
  any_request <= req_up_reg(0) or req_up_reg(1) or
                 req_dn_reg(1) or req_dn_reg(2) or
                 req_go_reg(0) or req_go_reg(1) or req_go_reg(2);

  ---------------------------------------------------------------
  -- 时序进程: 请求寄存器更新
  -- 置位: 按键脉冲到来时置1（使用 clk_100hz 与消抖模块同域捕获边沿）
  -- 清除: clear_req 对应位有效时清0（清除优先于置位）
  -- 约束: req_up(2) 恒为0, req_dn(0) 恒为0
  ---------------------------------------------------------------
  process(clk_100hz, rst_n)
  begin
    if rst_n = '0' then
      -- 复位清空所有请求
      req_up_reg <= "000";
      req_dn_reg <= "000";
      req_go_reg <= "000";

    elsif rising_edge(clk_100hz) then

      -------------------------------------------------------
      -- 上行请求寄存器
      -------------------------------------------------------

      -- req_up(0): 1楼上行
      if clear_req(0) = '1' then
        -- 到达1楼，清除1楼上行请求（清除优先）
        req_up_reg(0) <= '0';
      elsif btn_up1_edge = '1' then
        -- 按键脉冲置位（允许同楼层请求，用于重新开门）
        req_up_reg(0) <= '1';
      end if;

      -- req_up(1): 2楼上行
      if clear_req(1) = '1' then
        req_up_reg(1) <= '0';
      elsif btn_up2_edge = '1' then
        req_up_reg(1) <= '1';
      end if;

      -- req_up(2): 未使用，始终为0（3楼不可能有上行请求）
      req_up_reg(2) <= '0';

      -------------------------------------------------------
      -- 下行请求寄存器
      -------------------------------------------------------

      -- req_dn(0): 未使用，始终为0（1楼不可能有下行请求）
      req_dn_reg(0) <= '0';

      -- req_dn(1): 2楼下行
      if clear_req(1) = '1' then
        req_dn_reg(1) <= '0';
      elsif btn_dn2_edge = '1' then
        req_dn_reg(1) <= '1';
      end if;

      -- req_dn(2): 3楼下行
      if clear_req(2) = '1' then
        req_dn_reg(2) <= '0';
      elsif btn_dn3_edge = '1' then
        req_dn_reg(2) <= '1';
      end if;

      -------------------------------------------------------
      -- 轿厢内选请求寄存器
      -------------------------------------------------------

      -- req_go(0): 去1楼
      if clear_req(0) = '1' then
        req_go_reg(0) <= '0';
      elsif btn_go1_edge = '1' then
        req_go_reg(0) <= '1';
      end if;

      -- req_go(1): 去2楼
      if clear_req(1) = '1' then
        req_go_reg(1) <= '0';
      elsif btn_go2_edge = '1' then
        req_go_reg(1) <= '1';
      end if;

      -- req_go(2): 去3楼
      if clear_req(2) = '1' then
        req_go_reg(2) <= '0';
      elsif btn_go3_edge = '1' then
        req_go_reg(2) <= '1';
      end if;

    end if;
  end process;

end architecture rtl;