【正文】 1 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)與硬件描述語言 期末考試作業(yè) 題目： 智能空調(diào)控制器的設(shè)計(jì) 學(xué)院： 電子信息工程學(xué)院 專業(yè)： 電子信息工程 學(xué)號(hào)： 3012204273 姓名： 王歡 20210109 2 一、 選題設(shè)計(jì)描述 1. 功能介紹 對(duì)于這次的期末課程作業(yè)，我選擇的是智能空調(diào)控 制器的設(shè)計(jì)。眾所周知，日常使用的空調(diào)至少具有定時(shí)、控溫、模式選擇等基本功能。我設(shè)計(jì)的這個(gè)智能空調(diào)主要能實(shí)現(xiàn)以下幾種功能： ①四種模式選擇：強(qiáng)風(fēng)、弱風(fēng)、自然風(fēng)、睡眠狀態(tài)。 ②工作時(shí)間設(shè)定：半小時(shí)、一小時(shí)、一個(gè)半小時(shí)、兩小時(shí)。 ③工作溫度設(shè)置：可以自由設(shè)置溫度，然后將室溫與設(shè)置的溫度進(jìn)行比較，當(dāng)室溫低于設(shè)置的溫度時(shí)，空調(diào)溫度升高；當(dāng)室溫高于設(shè)置的溫度時(shí)，空調(diào)溫度下降；并且當(dāng)室溫達(dá)到設(shè)置的溫度時(shí)，溫度就不再變化。 2. 算法簡介 按照上述的幾種功能介紹，我將分幾個(gè)模塊依次介紹： ①模式選擇模塊：因?yàn)橛?4種模式，所以用一個(gè) 4路數(shù)據(jù)選擇器就可以實(shí)現(xiàn)?！?00”、“ 01”、“ 10”、“ 11”分別代表“強(qiáng)風(fēng)”、“弱風(fēng)”、“自然風(fēng)”、“睡眠狀態(tài)”。 ②時(shí)間設(shè)置模塊：半個(gè)小時(shí)即三十分鐘，可以用一個(gè)三十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)定時(shí)，一個(gè)小時(shí)即六十分鐘，可以用一個(gè)六十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)，依此類推即可。 ③溫度設(shè)置模塊：室溫與設(shè)置溫度的比較需要用比較語句來實(shí)現(xiàn)，空調(diào)溫度的增減都需要用計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)，所以這是一個(gè)包含比較和計(jì)數(shù)兩種功能的電路。 3 ④開關(guān)模塊 :我采用的是一個(gè)是 三輸入開關(guān)控制器，三個(gè)輸入分別代表模式選擇、時(shí)間設(shè)置、溫度設(shè)置，只要其中有一個(gè)模塊開始工作，那么開關(guān)就打開，空調(diào)就開始工作。 ⑤顯示模塊：上述幾個(gè)模塊都需要這個(gè)模塊來進(jìn)行顯示。用兩個(gè) BCD七段譯碼器來分別顯示顯示十位和個(gè)位。就可以看出溫度和時(shí)間的變化。 二、 程序源代碼及說明 ①模式選擇，四選一數(shù)據(jù)選擇器：仿真見圖一 LIBRARY IEEE。 USE 。 ENTITY xuanze IS PORT(a,b,c,d,s1,s2 : IN STD_LOGIC。 a,b,c,d 是數(shù)據(jù)端口， s1 和 s2 是選擇端口。 y : OUT STD_LOGIC)。 END ENTITY xuanze。 ARCHITECTURE one OF xuanze IS SIGNAL ss : STD_LOGIC_VECTOR (0 TO 1)。 BEGIN ss=s2amp。s1。 將兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)邏輯位類型變成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)邏輯矢量類型 PROCESS(ss) BEGIN CASE ss IS 用 case 語句實(shí)現(xiàn)多路選擇 WHEN 00 = y=a。 4 WHEN 01 = y=b。 WHEN 10 = y=c。 WHEN 11 = y=d。 WHEN OTHERS = NULL。 END CASE。 END PROCESS。 END ARCHITECTURE one。 ②定時(shí)半小時(shí)，三十進(jìn)制計(jì)數(shù)器：仿真見圖二 library ieee。 use 。 use 。 entity thirty is port(clk,clr:in std_logic。 gewei,shiwei:out std_logic_vector(3 downto 0)。 個(gè)位和十位 dingshi:out std_logic)。 定時(shí)脈沖 end entity。 architecture arc of thirty is signal jinwei: std_logic。 進(jìn)位 begin process(clk,clr) variable ge:std_logic_vector(3 downto 0)。 begin 5 if clr=39。139。 then ge:=0000。 clr有清零作用 elsif clk 39。event and clk=39。139。 then if ge=1000 then ge:=ge+1。 jinwei=39。139。 當(dāng)個(gè)位加到“ 1000” 即第九個(gè)時(shí)鐘上升 時(shí)產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位。 elsif ge=1001 then ge:=0000。 個(gè)位加到 9 之后返回 0 jinwei=39。039。 else ge:=ge+1。 jinwei=39。039。 end if。 end if。 gewei=ge。 end process。 process(clk,clr,jinwei) variable shi:std_logic_vector(3 downto 0)。 Begin if clr=39。139。 then shi:=0000。 else if clk 39。event and clk=39。139。 then if jinwei=39。139。 then if shi=0010 then shi:=0000。 十位從“ 0000”變成“ 0010”， 6 即經(jīng)過了 30 個(gè)時(shí)鐘脈沖，然后 返回“ 0000”。同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)定 時(shí)脈沖。 dingshi=39。139。 else shi:=shi+1。dingshi=39。039。 end if。 end if。 shiwei=shi。 end if。 end if。 end process。 end arc。 ③定時(shí)一小時(shí)，六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器：仿真見圖三 library ieee。 use 。 use 。 entity sixty is 7 port(clk,clr:in std_logic。 gewei,shiwei:out std_logic_vector(3 downto 0)。 個(gè)位和十位 dingshi:out std_logic)。 定時(shí)脈沖 end entity。 architecture arc of sixty is signal jinwei: std_logic。 進(jìn)位 begin process(clk,clr) variable ge:std_logic_vector(3 downto 0)。 begin if clr=39。139。 then ge:=0000。 clr 有清零作用 elsif clk 39。event and clk=39。139。 then if ge=1000 then ge:=ge+1。jinwei=39。139。 當(dāng)個(gè)位加到“ 1000” 即第九個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生 一個(gè)進(jìn)位。 else if ge=1001 then jinwei=39。039。ge:=0000。 個(gè)位加到 9之后返回 0 else ge:=ge+1。jinwei=39。039。 end if。 end if。 8 end if。 gewei=ge。 end process。 process(clk,clr,jinwei) variable shi:std_logic_vector(3 downto 0)。 Begin if clr=39。139。 then shi:=0000。 elsif clk 39。event and clk=39。139。 then if jinwei=39。139。 then if shi=0101 then shi:=0000。dingshi=39。139。 十位從“ 0000”變成“ 0101”， 即經(jīng)過了 60 個(gè)時(shí)鐘脈沖，然后 返回“ 0000”。同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)定 時(shí)脈沖。 else shi:=shi+1。dingshi=39。039。 end if。 end if。 else shi:=shi。 end if。 shiwei=shi。 end process。 9 end arc。 ④溫度控制，仿真見圖四和圖五 library ieee。 use 。 use 。 entity wendu is 根據(jù)室溫和設(shè)定溫度的比較判斷溫 度是上升還是降低 port (clk,en: in std_logic。 clk 時(shí)鐘 en 開關(guān) /使能端 shiwei,gewei,romeshi,romege: in std_logic_vector(0 to 3)。 shiwei 設(shè)置溫度的十位 ； gewei 設(shè)置溫度的個(gè)位； romeshi 設(shè)置室溫的十位 ； romege 設(shè)置溫度的個(gè)位。 shiout,geout:out std_logic_vector(0 to 3))。 shiout 輸出溫度的十位 geout 輸出溫度的個(gè)位 end wendu。 architecture behave of wendu is signal hs,hg:std_logic_vector(0 to 3)。 begin 10 process(clk,en,shiwei,gewei,romeshi,romege,hs,hg) begin if en=39。039。 then hs=romeshi。hg=romege。 elsif clk39。event and clk=39。139。 then if hsamp。hgshiweiamp。gewei then 室溫低于設(shè)置的溫度，溫度上升 if hg1001 then hg=hg+1。 else hg=0000。hs=hs+1。 end if。 elsif hsamp。hgshiweiamp。gewei then 室溫高于設(shè)置的溫度，溫度下降 if hg0000