【正文】 lection of the fan。其主要原因：一是風(fēng)扇和空調(diào)的降溫效果不同 —— 空調(diào)有強(qiáng)大的制重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 緒論 2 冷功能，可以快速有效地降 低環(huán)境溫度，但電風(fēng)扇的風(fēng)更溫和，更加適合老人兒童和體質(zhì)較弱的人使用；二是電風(fēng)扇有價(jià)格優(yōu)勢，價(jià)格低廉而且相對(duì)省電，安裝和使用都非常簡單。 ⑤ 電機(jī)控制模塊和檔位顯示模塊： 根據(jù)電風(fēng)扇所在的狀態(tài)，輸出不同占空 比的 PWM 以及檔位的顯示信號(hào)。 對(duì)于方案二，相對(duì)于其他用硬件或者軟硬件相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速而言，采用 PWM 用純軟件的方法來實(shí)現(xiàn)調(diào)速過程，具有更大的靈活性，并可大大降低成本，能夠充分發(fā)揮 FPGA 的功能，對(duì)于簡單速度控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了一種有效的途徑 ，并且所輸出的 FPGA 信號(hào)可直接提供給 L298N 芯片去驅(qū)動(dòng)并控制 24V 直流電機(jī) 。 FPGA 采用了邏輯單元陣列 LCA（ Logic Cell Array）這樣一個(gè)新概念，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊 CLB（ Configurable Logic Block）、輸出輸入模塊 IOB（ Input Output Block）和內(nèi)部連線（ Interconnect） 三個(gè)部分。 FPGA 有多種配置模式：并行主模式為一片 FPGA 加一片EPROM 的方式；主從模式可以支持一片 PROM 編程多片 FPGA；串行模式可以采用串行 PROM 編程 FPGA；外設(shè)模式可以將 FPGA 作為微處理器的外設(shè)，由微處理器對(duì)其編程。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 硬件電路原理及設(shè)計(jì) 10 圖 電源原理圖 設(shè)計(jì)中所使用的這款 EPRCE6FPGA 開發(fā)板所有剩余 IO 被 全部引出，用戶可以通過這些擴(kuò)展 IO 的 外接其他電路，方便快捷，既保證了通用性，又保證了實(shí)用性。 Vss 電壓 要求輸入最小電壓為，最大可達(dá) 36V； Vs 電壓最大值也是 36V，但經(jīng)過實(shí)驗(yàn)， Vs 電壓應(yīng)該比 Vss電壓高，否則有時(shí)會(huì)出現(xiàn)失控現(xiàn)象。 驅(qū)動(dòng)電路原理圖 如圖 所示。 靜態(tài)顯示 ： 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。 Verilog HDL 是一種硬件描述語言（ HDL:Hardware Description Language），以文本形式來描述數(shù)字系統(tǒng)硬件的結(jié)構(gòu)和行為的語言，用它可以表示邏輯電路圖、邏輯表達(dá)式，還可以表示數(shù)字邏輯系統(tǒng)所完成的邏輯功能。input in0, in1, in2, in3。 上面所述的情況是，測試平臺(tái)頂層模塊的測試變量直接連接了所設(shè)計(jì)的功能模塊。 數(shù)碼管顯示部分的調(diào)試 對(duì)數(shù)碼管顯示部分程序進(jìn)行人為的賦值，如對(duì)其顯示變量 intmd, indwd 賦,2，去觀察數(shù)碼管是否能夠正確的進(jìn)行顯示 顯 示 ,2，如若不能，則修改顯示程序，直至能夠正確顯示，然后進(jìn)行下一模塊的調(diào)試。 disp_dat=indwd。b01000:get_key=839。bZ。它采用直接優(yōu)化的編譯 技術(shù)、 Tcl/Tk 技術(shù)、和單一內(nèi)核仿真技術(shù)，編譯仿真速度快，編譯的代碼與平臺(tái)無關(guān)，便于保護(hù) IP 核，個(gè)性化的圖形界面和用戶接口，為用戶加快調(diào)錯(cuò)提供強(qiáng)有力的手段，是 FPGA/ASIC 設(shè)計(jì)的首選仿真軟件。 （ 5） 與此同時(shí)，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我對(duì) FPGA 有了深層次了解，學(xué)會(huì)了 FPGA開發(fā)所需的常用軟件，對(duì)嵌入式的軟 硬設(shè)計(jì)思路也有了進(jìn)一步的了解，使我對(duì)這一行業(yè)產(chǎn)生了濃厚的興趣。這些 對(duì) 我在將來的工作和學(xué)習(xí)當(dāng)中都會(huì)有很大的幫助。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 4 軟件設(shè)計(jì)與仿真 25 tmgeta1(.sys_clk(sys_clk),.sys_rstn(sys_rstn),.one_wire(one_wire),.temperature(temperature))。 state = S1。 539。 disp_dat=intmd[11:8]。 Altera 在 Quartus II 中包含了許多諸如 SignalTap II、 Chip Editor 和 RTL Viewer 的設(shè)計(jì)輔助工具，集成了 SOPC 和HardCopy 設(shè)計(jì)流程，并且繼承了 Maxplus II 友好的圖形界面及簡便的使用方法。示例重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 4 軟件設(shè)計(jì)與仿真 21 中的對(duì)模塊進(jìn)行實(shí)例引用時(shí)，按照原模塊聲明時(shí)的順序羅列了輸入變量。例如，四選一的 多路選擇器 ，就可以用模塊進(jìn)行描述。 程序的整體流程圖如圖 所示。段碼部分采用電阻值相對(duì)較小的限流電阻，限流電阻阻值不宜過大，否則 將影響數(shù)碼管亮度。 DS18B20 主要特征 及參數(shù) DS18B20 傳感器的測量 結(jié)果直接以數(shù)字信號(hào)的形式輸出，以“一線總線”方式串行傳送給 CPU，同時(shí)可傳送 CRC 校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力；溫度測量范圍在 55℃ ~+125℃之間， 在 10℃ ~+85℃時(shí)精度為177。 L298N 芯 片 芯片介紹 L298 是 SGS(通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)有限公司 )公司的品，比較常見的是 15 腳Multiwatt 封裝的 L298N，內(nèi)部包含 4 通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路。 Altera FPGA 開發(fā)板外部采用輸入直流 5V電源和 usb 供電兩種供電模式，經(jīng)過 AMS1117‐ 穩(wěn)壓后輸出 ， 主要用于給 FPGA 所有 I/O 口，以及核心板存儲(chǔ)器電路、串行配置器件、復(fù)位電路和 LED 指示燈等供電。 FPGA 的編程無須專用的 FPGA 編程器，只須用通用的 EPROM、 PROM編程器即可。根據(jù)輸入的數(shù)字溫度信號(hào)，利用 FPGA 進(jìn)行分析處理輸出占空比可調(diào)的 PWM 來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速 。 PWM是英文 Pulse Width Modulation 的縮寫，它是按一定的規(guī)律改變脈沖序列的脈沖寬度，以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)節(jié)方式，在 PWM 驅(qū)動(dòng)控制的調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，最常用的是矩形波 PWM 信號(hào)，在控制時(shí)需要調(diào)節(jié) PWM 波得占空比。根據(jù)開始工作時(shí)的溫度來設(shè)定溫度值的上下限。其發(fā)展趨勢可以 根據(jù)其性質(zhì)進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)可以運(yùn)用與不同 場合 的 溫度監(jiān)測 控制，并帶來大量的經(jīng)濟(jì)效益。采用矩陣鍵盤作為控制系統(tǒng)的輸入， 可選擇 手動(dòng)模式和自動(dòng)模式 ， 以及 進(jìn)行檔位選擇 。 In the automatic mode, the fan motor speed can change automatically according to the change of temperature, at the same time ,it uses the LED digital tube to displays the current temperature, the working modes and the gears chosen. The buzzer prompts are used for key success proving, LED lights for shift reminder and which is convenient for users to operate at night. In order to let the fan can be powered directly by 220V, the power supply circuit is separately designed, which make it be more pragmatic value. Keywords： FPGA,Temperature control, DC motor,PWM,Power design 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄 III 目錄 摘要 ......................................................I Abstract .................................................. II 1 緒 論 ....................................................1 引言 ..................................................................1 發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用領(lǐng)域 ....................................................1 2 整體方案設(shè)計(jì) .............................................3 性能要求 ..............................................................3 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) ..........................................................3 方案論證 ..............................................................4 溫度傳感器 的選擇 ................................................4 調(diào)速方式的選擇 ..................................................5 顯示方式的選擇 ..................................................6 重點(diǎn)研究內(nèi)容及實(shí)現(xiàn)途徑 ................................................6 3 硬件電路原理及設(shè)計(jì) ......................................7 FPGA..................................................................7 Cyclone V EP4CE6芯片 .................................................7 ........................................................7 EP4CE6 開發(fā)板 ...................................................8 時(shí)鐘部分和復(fù)位電路 ..............................................8 ....................................................9 I/O 擴(kuò)展電路 ...................................................10 ...................................................10 L298N 芯片 ...........................................................11 .......................................................11 ............................................13 DS18B20溫度傳感器及驅(qū)動(dòng)電路 ..........................................14 DS18B20 簡介 ...................................................14 DS18B20 主要特征及參數(shù) ..........................................14 DS18B20 的時(shí)序控制 ..............................................15 數(shù)碼管顯示電路 .......................................................16 .....................................................17 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄 IV .......................................................17 蜂 蜜器 .........................................................17 4 軟件設(shè)計(jì)與仿真 ......................................... 19 .......................................................19 Verilog HDL 語言與 Quartus II 開發(fā)平臺(tái)