FPGA技术微波炉控制器.docVIP

**大学**学院 现代电子系统设计 **系（院）**专业 题目：基于FPGA技术的微波炉控制器 学生姓名： 班级： 学号： 指导教师： 完成日期： 年 月 摘 要 本文介绍了应用FPGA芯片和硬件描述语言（VHDL）设计微波炉控制器系统的方法。系统使用VHDL编程实现各底层模块的功能，顶层的设计采用图形输入完成。本文主要阐述模块化设计的思想和状态图的描述方法，以及它们在硬件描述语言中的应用，并展示了其在QuartusⅡ开发系统下的仿真结果和烧写到EPM570T100C5后的现象。 主要有以下几个模块：状态控制器KZQ、数据装载器ZZQ、烹调计时器JSQ、显示译码器YMQ47以及分频器和动态显示电路。 该控制器具有系统复位、状态控制、时间设定、烹饪计时、动态显示译码等功能。 关键字：FPGA;VHDL;微波炉；控制器；状态图；定时器 目 录 1.绪论 1 1.1任务的提出 1 1.2设计的基本要求 1 1.3设计的目的和意义 1 2.系统总体设计 2 2.1系统总体方案设计 2 2.2系统功能模块描述（具体的电路图和VHDL设计文件将在附件中给出） 2 3.系统详细设计 2 3.1 状态控制器KZQ的设计 2 3.2 数据装载器ZZQ的设计 5 3.3 烹调计时器JSQ的设计 5 3.4 显示译码器YMQ47的设计 5 4系统仿真 6 4.1状态转换控制器KZQ仿真图 6 4.2数据装载器ZZQ仿真图 6 4.3计时器JSQ仿真 7 4.4显示译码器YMQ47仿真图 8 5.设计总结 8 6.参考文献 8 7.附件 9 7.1整体的原理图 9 7.2各个基本模块的VHDL语言 9 7．2.1分频器 9 7.2.2控制器KZQ 10 7.2.3装载器ZZQ 11 7.2.4计时器JSQ，和其中需用到的DCNT6和DCNT10 12 7.2.5译码器YMQ47 15 7.2.6动态显示电路需要用到的DCNT4和decoder 15  1.绪论 随着人民生活水平的提高，微波炉开始进入越来越多的家庭，它给人们的生活带来了极大的方便。它省事、省电、方便和卫生。作为现代的烹饪工具，微波炉控制器体现着它的重要性能指标。目前大部分微波炉控制器采用单片机进行设计，电路比较复杂，性能不够灵活。本文采用先进的EDA技术，利用QuartusⅡ工作平台和VHDL设计语言，设计了一种新型的微波炉控制器系统。该控制器具有系统复位、状态控制、时间设定、烹饪计时、动态显示译码等功能。 1.1任务的提出 设计一个微波炉控制器 1.2设计的基本要求 （1）七段数码管及发光二极管完成微波炉的定时及状态显示； （2）控制器的输入信号包括定时控制信号、定时数据的输入、复位信号、开始煮饭的控制信号等； （3）其他（我们自己添加了测试数码管是否能够正常显示的TEST信号）。 1.3设计的目的和意义 目前大部分微波炉控制器采用单片机进行设计，电路比较复杂，性能不够灵活。本文采用先进的EDA技术，利用QuartusⅡ工作平台和VHDL设计语言，设计了一种新型的微波炉控制器系统。该控制器具有系统复位、状态控制、时间设定、烹饪计时、动态显示译码等功能。 2.系统总体设计 2.1系统总体方案设计 根据该微波炉控制器的功能设计要求，本系统可由以下6个模块组成：状态控制器KZQ； 数据装载器ZZQ； 烹调计时器JSQ； 显示译码器YMQ47。其内部组成原理图如图所示。 图1 2.2系统功能模块描述（具体的电路图和VHDL设计文件将在附件中给出） 各个模块的功能介绍 （1）分频器fenpinqi模块的功能是实现对实验箱上的50Mhz的分频，是整个系统能够正常显示的基础。 (2) 状态控制器KZQ的功能是控制微波炉工作过程中的状态转换，并发出有关控制信息；输入信号为CLK、TEST、START、SET_T、RESET和DONE，输出信号为LD_DONE、LD_CLK、LD_8888和COOK信号。 （3) 数据装载器ZZQ的功能是根据KZQ发出的控制信号选择定时时间、测试数据或烹调完成信息的装入。 (4) 计时器JSQ的功能是负责烹调过程中的时间递减计数，并提供烹调完成时的状态信号供KZQ产生烹调完成信号。 (5) 显示译码器YMQ47的功能就是负责将各种显示信息的BCD转换成七段数码管显示的驱动信息编码。需要译码的信息有：数字0～9，字母d、o、n、E。 (6)动态显示电路的功能是将显示译码器YMQ47驱动信息编码。 3.系统详细设计 3.1 状态控制器KZQ的设计 状态控制器KZQ的功能是控制微波炉工作过程中的状态转换，并发出有关控制信息，因