基于XILIX SPART3E风扇控制器.docVIP

西安邮电学院 FPGA课程设计报告 题 目：电风扇的自动定时开关控制器 日 2011年3月11日 1.任务 3 2.目的 3 3.使用环境 3 4.FPGA课程设计详细内容 3 4.1 技术规范 3 4.1.1 功能定义 3 4.1.2 结构框图 3 4.1.2 结构框图 4 4.1.3 引脚描述 4 4.2 设计方案 6 4.2.1 概述 6 4.2.2 顶层模块划分 6 4.3 功能验证方案 11 4.4 电路设计及功能仿真报告 13 4.5 综合及布局布线报告和引脚分布报告 16 4.6 后仿真测试报告 18 4.7 硬件测试结果报告 18 5.课程设计的心得体会 19 6.参考资料 19 1、任务 题目：电风扇的自动定时开关控制器及FPGA功能验证设计； 主要任务：运用FPGA（SPARTAN 3E）设计一个风扇定时开关控制器，能实现手动和自动模式之间的切换，在自动模式时能够实现15分钟，20分钟，30分钟定时的切换。设计后能对设计进行功能上和时序上的验证和仿真测试。 目的 （1）熟悉FPGA开发的环境和FPGA的结构，了解FPGA开发的流程,熟悉进行verilog设计时各种报告的格式； （2）能够更熟练地使用verilog设计FPGA; （3）增加把知识用于实践的实践能力。 3、使用环境 (软件/硬件环境，设备等) 软件环境：xilinx开发板对应的综合开发工具ISE 10.0; 硬件环境： XINLIX 的SPART 3E开发板，此开发板有LCD点阵显示屏，8个 LED灯，以及4个拨码开关。开发板的供电电压为5V； 设备：PC机一台，USB下载线，开发板配套电源。 4、FPGA课程设计详细内容 4.1 技术规范 4.1.1 功能定义 （1） 可以根据用户的选择，由模式切换按键实现手动或自动模式。 （2） 手动动模式时，由电源开关控制电风扇的开关，即当总开关打开时，风扇工作；总开关关闭时，风扇停止工作。 （3） 自动模式时，给据时间选择上下键来控制电风扇工作15分钟，20分钟，30分钟，并且同步显示剩余时间。 （4） LCD上显示模式类型（手动，自动），模式的总时间和剩余时间。 4.1.2 结构框图 总体设计可以分为以上几个模块，各模块的功能简要介绍： （1） 时间计数器模块 按照要求提供当前的定时时间，使运算控制模块根据时间来控制风扇是否工作，并且提供LCD所要显示的模块。此计数模块为可变摸值计数模块，根据运算控制模块的控制进行不同的计数。 （2） 去按键抖动模块 能够消除按键按下或弹起时由于抖动而产生的不良影响，而使得控制器能安全稳定地工作。在按键持续为高电平一定时间时，才产生作用。并且在连续的高电平时，只产生一次作用。 （3） LCD显示驱动模块 能够实现LCD的模式设置，方向设置等的设置，以及完成向LCD显示器发送特定格式数据的功能。实现数据的定时发送和缓冲作用。 （4） 运算控制模块 根据键盘的输入值来确定LCD上要显示的内容，以及风扇是否工作。当为手动模式时总开关只要打开，风扇就工作，否则就不工作。当为自动模式时，如果在定时时间以内则风扇工作，否则不工作。 （5） BCD转换模块 能够把计数器模块输出的6位二进制数转换为压缩型BCD码的形式，分和秒都以八位的二进制输出，一共LCD驱动的使用。 （6） 分频模块 这个模块的功能是把50MHz的时钟转换为1Hz的时钟，供计数模块的使用。 4.1.3 应用范围 可以用于控制电扇手动或按照一定的时间自动开关。也可以用户控制其他的电器手动或自动开关。 4.1.4引脚描述 顶层模块管脚描述 （1）输入开关管脚 按键名称 功能描述 符号 方向 脉冲宽度 电源开关 风扇关闭和打开的总开关，为1时风扇根据模式和时间来决定风扇是否工作；为0时关闭。 Power input 1 模式选择开关 为1时为自动开关模式。为0时为手动开关模式。 module input 1 上调开关 从0到1变化时增加自动模式的定时时间。 Adj_up input 1 下调开关 从0到1变化时减小自动模式的定时时间。 Adj_down input 1 （2） 输出显示管脚 管脚名称 功能描