【正文】 rol , the use of air conditioning to improve the indoor temperature and prolong the life of air conditioning has bee a priority issue. This paper describes the design of air conditioning controller presents a method using field programmable gate array device FPGA controller for air conditioning , which is designed using Altera39。如何降低空調(diào)能耗，實(shí)現(xiàn)空調(diào)自動(dòng)控制，利用空調(diào)改善室內(nèi)溫度，延長(zhǎng)空調(diào)使用壽命已成為當(dāng)前首要 課題?！秲?yōu)秀畢業(yè)論文》 基于 FPGA 的空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) I 基于 FPGA 的空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作者姓名： 專業(yè)名稱： 電子科學(xué)與技術(shù) 《優(yōu)秀畢業(yè)論文》 基于 FPGA 的空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) II 摘 要 近幾年來(lái)，隨著中國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人民生活水平的不斷提高，各種產(chǎn)業(yè)在迅速發(fā)展，當(dāng)然，空調(diào)業(yè)也包括其中，空調(diào)在公共場(chǎng)所，專用場(chǎng)地和普通家庭等場(chǎng)所都廣泛應(yīng)用。但是隨著空調(diào)數(shù)量的增加，相應(yīng)的負(fù)面問(wèn)題也隨之出現(xiàn)，耗能的日益增加已成為我國(guó)部分地區(qū)能源及電力供需矛盾的主要原因之一，當(dāng)務(wù)之急必須采取有效措施降低空調(diào)的能耗。 本文介紹了空調(diào)控制器的設(shè)計(jì)，提出了一種采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列器件 FPGA 實(shí)現(xiàn)空調(diào)控制器的方法，該設(shè)計(jì)采用采用 Altera 公司高性價(jià)比 FPGA， CycloneIV 系列 EP4CE6E22C8 做主控制器，使用高精度的溫度傳感器 DS18B20 采集環(huán)境溫度， LCD1602 用于顯示控制溫度情況，并用按鍵調(diào)節(jié)控制溫度和定時(shí)， LED 燈模擬空調(diào)電機(jī)狀態(tài)，本設(shè)計(jì)給出了用 Verilog HDL 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)高效率空調(diào)控制器的設(shè)計(jì)，最后給出了其在 FPGA 硬件上實(shí)現(xiàn) 關(guān)鍵詞： 空調(diào)控制器 FPGA CycloneIV Verilog HDL 《優(yōu)秀畢業(yè)論文》 基于 FPGA 的空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) III Abstract In recent years , with the continuous improvement of scientific and technological progress and the Chinese people39。s high cost FPGA, CycloneIV series EP4CE6E22C8 master controller, using highprecision temperature collecting the ambient temperature sensor DS18B20 , LCD1602 display control for temperature conditions , with the temperature and timing adjustment control buttons , LED lights simulate airconditioned motor state , this design gives the Verilog HDL language used to achieve high efficiency air conditioning controller design , Finally its implementation in FPGA hardware Keywords: air conditioning controller， FPGA， CycloneIV， Verilog HDL 《優(yōu)秀畢業(yè)論文》 基于 FPGA 的空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) IV 目錄 摘要 ..................................................................................................... II Abstract ............................................................................................. III 目錄 ................................................................................................... IV 前言 ..................................................................................................... 1 1 FPGA 的概述 .................................................................................... 2 FPGA 的特點(diǎn) ........................................................................ 2 本設(shè)計(jì)中使用的 FPGA 具有的特點(diǎn) .................................. 3 2 系 統(tǒng)方案論證與確定 ..................................................................... 4 方案的選擇 ............................................................................ 4 方案 1： ................................................................................ 4 方案 2： ................................................................................ 5 方案論證與確定 .................................................................... 6 3 硬件電路設(shè)計(jì) ................................................................................. 7 硬件整體結(jié)構(gòu)及原理 ............................................................ 7 電源部分 ................................................................................ 8 時(shí)鐘電路 ................................................................................ 9 按鍵電路 ................................................................................ 9 溫度傳感器 DS18B20 的特點(diǎn) .............................................. 9 DS18B20 的測(cè)溫原理 ......................................................... 10 程序下載 .............................................................................. 12 ....................................................................................... 13 頂層結(jié)構(gòu)框圖： .................................................................. 14 DS18B20 的狀態(tài)機(jī)框圖： ................................................. 15 LCD1602 的狀態(tài)機(jī)框圖： ................................................. 17 5 Modelsim 仿真及仿真 .................................................................. 19 Modelsim 介紹 .................................................................... 19 書(shū)寫(xiě) testbench 激勵(lì)信號(hào) ................................................... 20 時(shí)鐘模塊仿真 ..................................................................... 20 時(shí)鐘模塊的激勵(lì)信號(hào) testbench .............................. 20 時(shí)鐘仿真波形及分析 ............................................... 22 溫度數(shù)據(jù)處理及空調(diào)電機(jī)仿真 ......................................... 23 LED 模塊激勵(lì)信號(hào) testbench ................................... 23 LED 模塊仿真結(jié)果及分析 ....................................... 25 《優(yōu)秀畢業(yè)論文》 基于 FPGA 的空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) V 6 實(shí)際運(yùn)行結(jié)果及總結(jié) ................................................................... 26 配置管腳 ............................................................................. 26 燒錄程序 ............................................................................. 27 運(yùn)行結(jié)果分析 ...................................................................... 27 致謝 ................................................................................................... 29 參考文獻(xiàn) ........................................................................................... 30 附件 程序代碼 ................................................................................. 31 頂層模塊 VerilogHDL 代碼： .................................................. 31 DS18B20 模塊 VerilogHDL 代碼 : ............................................ 33 LCD1602 模塊 VerilogHDL 代碼： ......................................... 48 clock 模塊 VerilogHDL 代碼： ................................................ 55 按鍵模塊 VerilogHDL 代碼： .................................................. 57 LED 模塊 VerilogHDL 代碼： ................................................. 59 《優(yōu)秀畢業(yè)論文》 基于 FPGA 的空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 前言 本論文主要任務(wù)是設(shè)計(jì)基于 FPGA 的空調(diào)控制系