vhdl微波爐控制器課程設(shè)計(jì)--數(shù)字微波爐控制器(編輯修改稿)
2025-02-08 03:49 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 TA為定時(shí)的時(shí)間，COOK為加熱輸出，另外四個(gè)輸出分別表示顯示的定時(shí)時(shí)間的分和秒。 系統(tǒng)總體功能描述 各信號(hào)功能及要求如下： CLK 是秒時(shí)鐘脈沖輸入，它接收每 秒一個(gè)時(shí)鐘脈沖的節(jié)拍信號(hào)。 RESET 為復(fù)位信號(hào)，高電平有效，用于芯片的復(fù)位功能。 TEST 信號(hào)是測(cè)試信號(hào)，高電平有效，用于測(cè)試七段數(shù)碼管工作是否正常。 SET_UP是烹調(diào)時(shí)間設(shè)置控制信號(hào)，高電平有效。DATA1 是一個(gè) 16 位總線輸入信號(hào)，輸入所設(shè)置的時(shí)間長(zhǎng)短，它由高到低分為 4組，每一組是 BCD碼輸入，分別表示分、秒十位、個(gè)位的數(shù)字，如 12分 59秒。START是烹調(diào)開始的控制信號(hào)，高電平有效。 COOK是烹調(diào)進(jìn)行信號(hào)，外接用于控制烹調(diào)的繼電器開關(guān)，高電平時(shí)表明烹調(diào)已經(jīng)開始或正在進(jìn)行，低電平表示烹調(diào)結(jié)束或沒有進(jìn)行。 MIN_H,MIN_L,SEC_H,SEC_L 是四組七位總線信號(hào)，通過(guò) LCD 動(dòng)態(tài)的顯示完成烹調(diào)所剩的時(shí)間及測(cè)試狀態(tài)信息，烹調(diào)完畢的狀態(tài)信息。 該微波爐控制器的具體功能要求如下：上電后系統(tǒng)首先處于復(fù)位狀態(tài)。在工作是首先按時(shí)間設(shè)置鍵設(shè)置烹調(diào)時(shí)間，此時(shí)系統(tǒng)輸入 DATA1的數(shù)據(jù)作為烹調(diào)所需的時(shí)間，然后系統(tǒng)自動(dòng)回到復(fù)位狀態(tài)，同時(shí) 4個(gè)七段數(shù)碼管顯示時(shí)間信息。在按START鍵后系統(tǒng)進(jìn)入烹調(diào)狀態(tài)。 COOK信號(hào)開始為高電平，此時(shí) 4個(gè)七段數(shù)碼管每隔一秒鐘變化一次，用以刷新還剩剩余多少時(shí)間結(jié)束烹調(diào)。烹調(diào)結(jié)束后， COOK信號(hào)變?yōu)榈碗娖?，同時(shí) LCD顯示“ 0000”的信息，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出提示音，然后系統(tǒng)回到復(fù)位狀態(tài)。系統(tǒng)可以通過(guò)按 RESET鍵隨時(shí)回到復(fù)位狀態(tài)。在復(fù)位狀態(tài)下，按 TEST 鍵在 4 個(gè)數(shù)碼管上會(huì)顯示“ 8888”的信息，它可以測(cè)試 LCD 工作是否正常。 各模塊的功能實(shí)現(xiàn) 本系統(tǒng)主要由輸入、控制和顯示部分組成。輸入部分主要完成用戶對(duì)控制功能 的設(shè)置，采用按鍵作為輸入設(shè)備?？刂撇糠质潜鞠到y(tǒng)的核心，它接收用戶的輸入，完成相應(yīng)的控制邏輯功能，并將當(dāng)前的工作狀態(tài)等信息送到顯示部分。顯示部分主要監(jiān)視系統(tǒng)工作狀態(tài)并提示用戶進(jìn)行控制操作。 輸入模塊 本系統(tǒng)采 用鍵盤進(jìn)行輸入設(shè)置，即由一個(gè) 4*4 矩陣鍵盤實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入控制。該矩陣鍵盤上 16個(gè)按鍵分別是： 輸入模塊包括時(shí)鐘脈沖電路、鍵盤掃描電路、消枓同步電 路和鍵盤譯碼電路，通過(guò)該模塊將掃描得到的按鍵值送到控制模塊。 狀態(tài)控制模塊 控制部分作為整個(gè)微波爐控制器系統(tǒng)的核心，它采用 FPGA 芯片作為主控核心， 完成許多復(fù)雜的控制和數(shù)據(jù)處理任務(wù)。它通過(guò)輸入模塊提供的按鍵輸入實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息裝載處理，并將處理結(jié)果通過(guò)顯示模塊顯示出來(lái)。其涉及到數(shù)據(jù)的裝載 、狀態(tài)轉(zhuǎn)換控制、烹飪計(jì)時(shí)。 顯示模塊 顯示部分采用 LCD和 LED來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中，用 LCD作為時(shí)間、狀態(tài)顯示，用發(fā)光二極管作為火力大小顯示。具體設(shè)計(jì)時(shí)，采用 LCD 進(jìn)行 8 位顯示，高四位顯示烹飪時(shí)間，低四位顯示當(dāng)前的烹飪狀態(tài)。 3個(gè) LED顯示火力的大小，其中第一個(gè)亮表示小火，第一和第二個(gè)亮表示中火， 3個(gè)全亮表示大火。 系統(tǒng)的工作流程 開始 系統(tǒng)復(fù)位、初始化 數(shù)據(jù)裝載 測(cè)試 系統(tǒng)預(yù)置方案 自定義方案 選擇解凍、蒸煮，烘烤 時(shí)間設(shè)定 火力設(shè)定 數(shù)據(jù)裝載完成 烹飪 結(jié)束 START 是否閉合 時(shí)間到否 N Y N Y 四、系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì) 控制模塊是整個(gè)微波爐控制器系統(tǒng)的核心，完成許多復(fù)雜的控制和數(shù)據(jù)處理任 務(wù)，它通過(guò)輸入模塊提供的按鍵輸入實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息裝載處理，控制顯示模塊顯示相應(yīng)的信息。 控制模塊采 FPGA芯片作為主控芯片，其涉及到數(shù)據(jù)的裝載、狀態(tài)控制轉(zhuǎn)換、 烹飪計(jì)時(shí)等。其中，狀態(tài)控制轉(zhuǎn)換子模塊，其功能是控制微波爐工作過(guò)程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，并發(fā)出相關(guān)控制信號(hào)。數(shù)據(jù)裝載子模塊，其功能是根據(jù)按鍵信號(hào)設(shè)置定時(shí)時(shí)間、最高溫度、火力 檔位，烹調(diào)屬性設(shè)置以及烹調(diào)數(shù)據(jù)信息裝載。烹飪計(jì)時(shí)子模塊，其功能是對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，提供烹調(diào)完成時(shí)的狀態(tài)信號(hào)。音效控制子模塊，其功能是控制微波爐工作時(shí)的音效提示，這里直接外接一個(gè)蜂鳴器實(shí)現(xiàn)該功能。 其功能子模塊圖如下： 根據(jù)微波爐工作流程的描述，分析狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件及輸出信號(hào)，可以得到控制模塊的狀態(tài) 轉(zhuǎn)換圖 控制模塊 狀態(tài)轉(zhuǎn)換控制子模塊 烹飪計(jì)時(shí)子模塊 數(shù)據(jù)裝載子模塊 下面，根據(jù)上述狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和 ASM 圖進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，在編寫程序代碼實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換控制子模塊過(guò)程時(shí)，首先，如果 RESET=‘ 1’，則系統(tǒng)復(fù)位，當(dāng)前狀態(tài)為初始狀態(tài)，當(dāng)同步時(shí)鐘脈沖，當(dāng)前狀態(tài)為下一狀態(tài)，用程序代碼表示如下 : IF RESET=39。139。 THEN CURR_STATE=DEFAULT。 ELSIF CLK39。EVENT AND CLK=39。139。 THEN CURR_STATE=NEXT_S
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1