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基于VHDL的微波路控制器的设计

时间:2011-12-22 15:10来源: 骆驼毕业论文网 作者:admin
一.课题的背景和意义 随着生活水平的不断提高,微波炉开始进入越来越多的家庭,在现代人快节奏生活中,微波炉已成为便捷生活的一部分,它给人们的生活带来了极大地方便。微波炉由2450MHz的超高频来加热食物。它省时、省电、方便和卫生。随着控制技术和智能

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一. 课题的背景和意义
随着生活水平的不断提高,微波炉开始进入越来越多的家庭,在现代人快节奏生活中,微波炉已成为便捷生活的一部分,它给人们的生活带来了极大地方便。微波炉由2450MHz的超高频来加热食物。它省时、省电、方便和卫生。随着控制技术和智能技术的发展, 微波炉也向着智能化、信息化发展,作为现代的烹饪工具,微波炉的控制器体现着它的重要性能指标。目前大部分的微波炉控制器采用单片机进行设计,需要外扩程序存储器、数据存储器、以及各种驱动电路等,电路比较复杂,性能不够灵活。
随着现代芯片工艺的改进,FPGA已经大量应用。FPGA最大的特点就是灵活,能够实现你想实现的任何数字电路。而且它强大的逻辑资源和寄存器资源可以让你轻松的去发挥设计理念,其并行执行,硬件实现的方式可以应对设计中大量的高速电子线路设计需求。FPGA比DSP拥有更快的速度,可以实现非常复杂的高速逻辑,FPGA比ASIC(专用芯片)有更短的设计周期和灵活性,免去昂贵的开版费用,而且可以随时裁减,增加你想要的功能达到规避设计风险,回避芯片厂商的限制。另外,知识产权的概念不断涌现,仿制别人抄袭,FPGA完全让设计的智慧得以保护。让公司的利益在较长时间内得到保证。随FPGA芯片供应商的重视和第三方公司的重视,现在有非常现成的IP核被提供,进一步缩短设计周期缩短,减小开发成本。现在很多免费的软IP核和硬 IP核的出现更是压缩了成本。
针对目前大部分微波炉控制器采用单片机进行设计,电路复杂,性能不够灵活等特点。本设计采用先进的EDA技术,利用VHDL设计语言,基于FPGA 芯片设计一种新型的微波炉控制器,其功能更完善,体积大大减少,外围电路简单,易于实现。

二. 设计目标

本课题是基于VHDL语言的微波炉控制器设计,即设计一个具备定时、温控、信息显示和音响效应提示功能的微波炉控制器,实现以下功能:
该微波炉控制器能够在任意时刻取消当前工作,复位为初始状态
可以根据需要设置烹饪时间的长短,系统最长烹饪时间为59分59秒,开始烹饪后能够显示剩余时间的多少。
可以根据需要设置烹调最高温度值,系统最高的烹调温度为999℃,开始烹调后,能够显示系统当前温度值。
可以控制活力大小,供选择的火力档位有高、中、低三个火力档位。
音响效应提示直接外接一个蜂鸣器。
显示微波炉控制器的烹调状态。

三.设计思路
根据EDA开发的一般思路,设计思路为设定为:根据调研当前微波炉控制器的现状以及自己的创新首先确定完成微波炉的功能设计,其次根据要实现的功能完成硬件设计,然后完成VHDL编程,最后完成功能验证。
1、 微波炉控制器总体结构设计
系统主要由输入、控制和显示部分组成。输入部分主要完成用户对控制功能的设置,采用按键作为输入设备。控制部分主要完成接收用户输入,完成相应的控制逻辑功能,并将当前的工作状态等信息送到显示部分。显示部分主要监视系统工作状态并提示用户进行控制操作。
2、 硬件设计
根据以上设计目标可知,该系统控制部分以FPGA芯片为核心,实现时间设置、温度设定、火力选择、音效响应提示、LED数码管显示等,在硬件组成上,涉及到电源供电、按键输入、ADC、LED数码管显示、指示灯提示等。
 

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