基于FPGA技术的微波炉控制器论文Word格式.doc

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毕业设计（论文）任务书

I、毕业设计（论文）题目：

基于FPGA技术的微波炉控制器设计

II、毕业设计（论文）使用的原始资料（数据）及设计技术要求：

1.用FPGA设计微波炉控制器电路;

2．可设置烹调时间；

3.具有显示功能。

4.用MAXPLUSII软件仿真。

5.硬件调试

III、毕业设计（论文）工作内容及完成时间：

3.29～4.15完成开题报告；

4.15～5.1软件设计及仿真；

5.2～6.10硬件调试；

6.11～7.1撰写论文。

Ⅳ主要参考资料：

1．UweMeyer-Baese.数字信号处理的FPGA实现[M],北京:

清华大学出版社,2002

2.（英）渥伦斯基DigitalSystemDesignwithVHDL,SecondEdition[M]工业出版社2004.07

3.侯伯亨，顾新.VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计［M］.西安：

西安电子科技大学出版，1999

4.StephanW.Mondwurf.BENEFITSOFTHECORDIC-ALGORITHMINAVERSATILECOFDMMODULATOR/DEMODULATORDESIGN［M］.FourthIEEEInternationalCaracasConferenceonDevices,Circuits

andSystems［C］.Aruba,April17~19,2002.

电子工程系电子信息工程专业类1班

学生：

荆玉峰

日期：

自2010年3月8日至2010年6月20日

指导教师：

谢剑锋

助理指导教师（并指出所负责的部分）：

教研室主任：

附注:

任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。

基于FPGA技术的微波炉控制器

MicrowavecontrollerbasedonFPGAtechnology

总计毕业设计（论文）26页

表格2个

插图10幅

摘要

本论文介绍了应用FPGA芯片和硬件描述语言（VHDL）设计微波炉控制器系统的方法，系统用VHDL编程实现各底层模块的功能，用明确的代码描述复杂的控制逻辑设计，并且具有多层次的设计描述功能，应用顶层设计用图形输入完成。

文章着重讲述了模块化设计思想和状态图描述方法在微波炉控制器中的应用，并展示了其在MAX+plusII下的部分仿真结果，获得正确的功能实现并用开发系统作了直观的展示,体现了硬件描述语言在电子设计自动化（EDA）中的方便应用，从而使得本设计更加具有实用价值。

关键词：

微波炉控制器VHDL状态机MAX+plusII仿真

Abstract

ThispaperdescribestheapplicationofFPGAchipsandhardwaredescriptionlanguage（VHDL）designmethodofmicrowaveovencontrolsystem,thesystemusingVHDLprogrammingallthefunctionsoftheunderlyingmodules,top-leveldesigncompletewithagraphicinput.Usingthecodethatinacleartodescribethecomplexcontrolledlogicdesign,andthedesignofmultipledescriptionfunction.Thispapermainlydescribestheideaofmodulardesignandstatediagramsmethodappliedinthemicrowaveovencontroller,anddemonstrateitsMAX+plusIIundersomesimulationresultstoobtainthecorrectfunctionofthesystemtoachieveandmadewiththedevelopmentofvisualdisplay,reflectinghardwaredescriptionlanguageintheelectronicdesignautomation（EDA）tofacilitateapplicationin.Somakethedesignmorepracticalvalue.

Keywords:

microwaveovencontrollerVHDLstatemachineMAX+plusIIsimulation

目录

摘要 IV

Abstract V

第一章引言 1

1.1研究背景 1

1.1.1产品背景介绍 1

1.1.2国内产品发展现状 1

1.1.3产品发展趋势 1

第二章概述 3

2.1VHDL简介 3

2.1.1VHDL的特点 3

2.1.2VHDL的设计步骤 4

2.1.3VHDL的设计简述 5

2.1.4VHDL的描述风格 5

2.2FPGA介绍 6

2.2.1发展历史 6

2.2.2FPGA的基本特点 7

2.2.3FPGA的优点 8

2.3Max+plusⅡ介绍 8

第三章系统设计 10

3.1系统设计要求 10

3.2系统设计方案 10

3.2.1微波炉控制器的总体设计方案 10

3.2.2状态控制器KZQ的设计 11

3.2.3数据装载器ZZQ的设计 12

3.2.4烹调计时器JSQ的设计 12

3.2.5显示译码器YMQ47的设计 13

3.3主要VHDL源程序 14

3.3.1状态控制器KZQ的VHDL源程序 14

3.3.2数据装载器ZZQ的VHDL源程序 16

3.3.4显示译码器YMQ47的VHDL源程序 20

3.4系统仿真/硬件验证 21

3.4.1系统的有关仿真 21

3.5设计技巧分析 22

3.6系统扩展思路 23

总结致谢 24

参考文献 26

第一章引言

1.1研究背景

1.1.1产品背景介绍

PercyL.Spencer在1946年构想出微波炉的概念，在1950年取得专利。

微波炉的运作机制为微波在水中能产生摩擦热的原理。

早期微波炉尺码庞大，重量超过300公斤和高度超过1.5米，所以主要在大型餐厅和食物市场使用。

第一部家用微波炉是在1965年由Raytheon集团生产。

1.1.2国内产品发展现状

现在，中国已成为全球最大的微波炉生产基地，据估计，中国微波炉年产量已达2000万台左右，从2001年中国市场的需求量来看，约在700万台左右。

中国微波炉市场经过前几年的洗牌，已由前几年的300多家减少至目前的100多家，其中在市场上可统计的仅30多家。

洋品牌在早期的微波炉市场份额，几乎占据了绝大部分的市场。

但初期由于微波炉市场属于导入期，价格高，消费者接受的少，自1996年以后，惠而浦、松下等大部分都退出了中国市场，主要以出口为主。

1998年后，外资品牌中以韩国品牌LG、三星表现较为突出，逐渐跨入第2、第3名，微波炉第一品牌为格兰仕。

2000年，美的介入，迅速崛起成为行业第三，三星也逐渐退出市场。

经过60年的发展，微波炉已经成为人们日用生活中的必不可少的厨房电器，大大降低了家庭妇女的工作量和工作强度。

据统计，微波炉目前在日本、美国、西欧等发达国家地区的普及率高达98%，在中国城镇的普及率也已近90%。

这个数字甚至超过了彩电和洗衣机的普及程度。

1.1.3产品发展趋势

随着人们生活水平的提高和信息化的发展，家用电器层出不穷，各种功能也越来越完善，其中微波炉是现代家庭的必备产品，它的质量和性能的高低,将会极大的影响人们的生活水平和质量。

为此，设计一个高质量的微波炉控制系统是非常有必要的。

微波炉开始进入越来越多的家庭，他给人们的生活带来了极大的方便。

微波炉由2450MHz的超高频来加热食物。

他省时、省电、方便和卫生，作为现代的烹饪工具，微波炉的控制器体现着他的重要性能指标。

目前大部分微波炉控制器采用单片机进行设计，带南路比较复杂性能不够灵活。

本文采用先进的EDA技术，利用MAX+plusll工作平台和VHDL设计语言，设计了一种新型的微波炉控制器芯片，该芯片具有系统复位、时间设定和烹饪计时的功能，用一片FPGA芯片实现，所以能设计出一款方便安全操作的微波炉是非常有必要的。

第二章概述

2.1VHDL简介

随着VLSI、EDA（ElectronicDesignAutomation）工具的迅速发展，用户系统的设计从单纯的ASIC（ApplicationSpecificIntegratedCircuit）设计向着系统单片化SOC（SystemOnaChip）设计的方向发展。

同时网络技术的发展，共享IP知识产权的开放式系统设计成为新模式，芯片工艺物理设计与系统设计相分离，使用户系统设计人员可直接从事芯片设计。

多种技术的融合，系统的功能复合化程度越来越高；

对系统设计方法学和工具的要求更高；

系统设计日趋软件硬化、硬件软化，并使两者得到了有机的融合，形成了更为强大的ESDA（ElectronicSystemDesignAutomation）。

VHDL（VeryHighSpeedIn