基于fpga的空调控制系统毕业设计文档格式.docx

1、日期：指导教师签名：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定， 即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存 毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以 采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下， 学校可以公布论文的部分或全部内容。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。作者签名：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的 研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人 或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，

2、均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论 文。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。涉密论文按学校规定处理。日期：年月日导师签名：基于 FPGA 的空调控制系统设计摘 要本论文主要任务是设计基于 FPGA 的空调控制系统的设计。本课题的设计采用了温度传感器 DS18B20

3、，Altera 公司 ACEX 1K 系列的 EP1K30TC144-3 控制器。控制器部分采用 VHDL 语言编写，主体程序采用了状态机作为主要控制方式。硬件主要有五大模块：温度设置模块、定 时模块、LED 显示模块、分频模块、FPGA 控制器模块。最后实现使用FPGA 比较设置温度与测量所得温度，并发出指令给空调电机执行部分，按设置的时长实现升温或降温，当设置温度 与测量温度相等时，不执行调节温度功能。另外要能根据输入数据的变化和温度传感器测量 得到的温度同步变化 LCD 上显示。利用 Quartus II 进行仿真。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。该课题的研究将有助于采用 FPGA 的系列产品的开

4、发。同时可以大大缩短 FPGA 的开发时间。另外，由于模块的易用性，也将使得更多的采用FPGA 产品应用于温控领域，为行业和我们的生活带来新的变化。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。关键词 FPGA/温度测控/VHDL/DS18B20The Design Of Air Conditioner Based On FPGAAbstractThis paper main task is based on FPGA design of the air conditioning control system design. This topic was designed using temperature sens

5、or DS18B20, Altera company ACEX 1 K series of EP1K30TC144-3 controller. Controller of the VHDL language, the main program as a state machine main control mode. Hardware mainly have five modules: temperature setting of the module, regular module, LED display module, points frequency module, FPGA cont

6、roller module. finally realize the FPGA set temperature and compared using the temperature measurement, and sent out the instructions to air conditioner motor executive part, according to the set time heating or cooling realized, when set temperature and measuring temperature equal, not to enforce t

7、emperature adjustment function. In addition to the change of the data according to the input and temperaturesensor measuring the temperature change get synchronous displayed on the LCD. Use Quartus II was simulated.厦礴恳蹒骈時盡继價骚。This topic research will help based on FPGA series of products development

8、. At the sametime can greatly shorten the FPGA development time. In addition, because of the module usability, will also make more based on FPGA products used in the temperature fields, for the industry and our life brings new change茕s.桢广鳓鯡选块网羈泪。Key wordsFPGA ,temperature measurement and control ,VH

9、DL ,DS18B鹅20娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。V目 录摘 要IV 籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。AbstractII 預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。1 绪论1 渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。1.1 课题的背景和意义1 铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。1.2 课题的内容及方法1 擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。1.3 论文结构安排2 贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。2 可编程逻辑器件3 坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。2.1 可编程逻辑器件介绍3 蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。2.1.1 PLD 的发展历程3 買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。2.1.2 可编程逻辑器件的结构3 綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。2.1.3 可编程逻辑器件的分类4 驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。2.1.4 可编程逻辑

10、器件的应用5 猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。2.1.5 可编程器件的前景及趋势5 锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。2.2 EDA 技术5 構氽頑黉碩饨荠龈话骛。2.3 VHDL 语言6 輒峄陽檉簖疖網儂號泶。2.3.1 VHDL 的特点6 尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。2.3.2 VHDL 的设计步骤6 识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。3 系统及电路方案选择7 凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。3.1 空调技术概述7 恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。3.2 方案论证与确定7 鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。3.2.1 方案的选择7 硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。3.2.2 方案论证与确定8 阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。4 硬件电路设计8 氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。4.1 硬件整

11、体结构及原理9 釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。4.2 高精度数字传感器 DS18B209 怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。4.2.1 温度传感器的介绍9 谚辞調担鈧谄动禪泻類。4.2.2 温度传感器的选择10 嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。4.2.3 DS18B20 数字温度传感器介绍10 熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。4.3 控制器芯片介绍13 鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。4.3.1 ACEX1K 器件的特点14 纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。4.3.2 ACEX1K 功能描述14 颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。4.4 LED 显示电路15 濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。4.5 系统总电路图16 銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。5 系统软件设计17 挤貼綬电麥结鈺

12、贖哓类。5.1 温度设置模块17 赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。5.2 定时模块19 塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。5.3 控制模块22 裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。5.3.1 控制模块下的温度模块24 仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。5.3.2 控制模块下的 FPGA 控制器模块25 绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。5.3.3 控制模块整体26 骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。5.4 显示模块28 瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。5.5 分频模块31 鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。5.6 基于 FPGA 的空调控制系统综合仿真32 栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。总 结34 辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。致 谢35 峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。参考文献36 詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。附

13、录37 则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。1 绪论1.1 课题的背景和意义当今社会是数字化的社会，是数字集成电路广泛应用的社会，数字集成电路本身在不断地进行更新换代。它由早期的电子管、晶体管、小中规模集成电路，发展到超大规模集 成电路（VLSIC，几万门以上）以及许多具有特定功能的专用集电路。但是，随着微电子技术的发展，设计与制造集成电路的任务己不完全由半导体厂商来独立承担。系统设计师们 更愿意自己设计专用集成电路（ASIC）芯片，而且希望 ASIC 的设计周期尽可能短，最好是在实验室里就能设计出合适的 ASIC 芯片，并且立即投入实际应用之中，因而出现了现场可编程逻辑器件（FPLD），其中应用最广泛的当

14、属现场可编程门阵列（FPGA）和复杂可编程逻 辑器件（CPLD）。大规模可编程逻辑器件 CPLD 和 FPGA 是当今应用最广泛的两类可编程专用集成电路，电子设计工程师利用它可以在办公室或实验室里设计出所需的专用集成电路， 从而大大缩短产品的上市时间，降低了开发成本。此外，可编程逻辑器件还具有静态可重 复编程和动态在系统重构的特性，使得硬件的功能可以象软件一样通过编程来修改，这样 就极大的提高了电子系统设计的灵活性和通用性。由于具备上述两方面的特点， CPLD 和FPGA 受到了世界范围内广大电子设计工程师们的普遍欢迎，应用日益广泛。胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。3随着微电子技术的飞速进步，电子学进入了一个崭新的时代，其特征是电子技术的应 用正以空前规模和速度渗透到各行各业。PLD 的广泛应用，为各行业的电子系统设计工程师