【正文】 31 水溫調(diào)節(jié)仿真圖 ............................................................................................ 27 圖 32 按確定鍵后的水溫調(diào)節(jié)界面 ........................................................................... 28 圖 33 定時(shí)開(kāi)關(guān)子程序流程圖 .................................................................................. 28 圖 34 定時(shí)開(kāi)關(guān)功能仿真圖 ..................................................................................... 28 圖 35 按確定鍵后的仿真圖 ..................................................................................... 29 圖 36 校時(shí)功能界面仿真 ......................................................................................... 29 圖 37 按確定鍵后的校時(shí)功能界面仿真 .................................................................... 29 圖 38 提示功能界面仿真 ......................................................................................... 30 圖 39 沒(méi)實(shí) 現(xiàn)的定時(shí)功能提示界面仿真 .................................................................... 30 摘 要 智能化的熱水器 一般的 用單片機(jī)作為控制器， 能實(shí)現(xiàn)恒溫和水位的自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能，本設(shè)計(jì)是以 FPGA 和單片共同作為控制器件設(shè)的智能化熱水器， 在減少了一些外圍器件的同時(shí) 實(shí)現(xiàn) 了 恒溫和水位的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，還能實(shí)施時(shí)間監(jiān)控，根據(jù)不同的月份，不同的日期，不同的時(shí)間而自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)斷熱水器的電源，從而使得熱水使用更加方便，設(shè)定后不 需要 人的干預(yù)，同時(shí)能 節(jié)約電能。 ：任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交 的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本人授權(quán) 大學(xué)可以將 本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7） 參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)） ：理工類(lèi)設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等），文科類(lèi)論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬(wàn)字。 、圖表要求： 1）文字通順，語(yǔ)言流暢，書(shū)寫(xiě)字跡工整，打印字體及大小符合要求，無(wú)錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫(xiě) 2）工程設(shè)計(jì)類(lèi)題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。 本設(shè)計(jì)編程語(yǔ)言使用 VHDL 語(yǔ)言和 C51，運(yùn)行環(huán)境分別是 MAX+plus II Keil uVision3，用 Proteus 7 Professional 畫(huà)系統(tǒng)的電路圖并進(jìn)行仿真調(diào)試， FPGA 芯片使用Altera 公司的 EPF10K10TC1444，單片機(jī)使用 STC89C52RC. 關(guān)鍵詞： 智能、 熱水器 、 FPGA 、 EDA 、 VHDL、 單片機(jī) 89C5 C5恒溫控制、液位控制、 時(shí)鐘控制 、 鍵盤(pán)控制 、 液晶顯示 Abstract Water heaters are generally use MCU as the kind of water heaters could achieve to constant temperature and water level automaticlly, The design of intelligent water heater is based on FPGA and MCU control, reducing the number of peripheral devices while achieving the automatic adjustment of temperature and water level control, and also monitor the implementation of the time, according to a different month, different days, different times and automatic turned on and off the power of the intelligent water heater, making the use of water hearter more convenient, Settings without human intervention, saving energy at the same time. The design of programming language uses VHDL language and C51, operating environment are MAX + plus II and Keil uVision3, with Proteus 7 Professional painting system and the simulation circuit debug, FPGA chip use Altera39。本設(shè)計(jì)是基于已有的儲(chǔ)水式電熱水器基礎(chǔ)上 實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘定時(shí)開(kāi)關(guān)的控制和高溫?cái)嗦繁Ｗo(hù)功能，同時(shí)用 FPGA 作為數(shù)據(jù)采集器，使得液位和溫度的實(shí)時(shí)性更強(qiáng)，液位和溫度的精準(zhǔn)度更高，同時(shí)可手動(dòng)調(diào)節(jié)液位和溫度，用 LCD 顯示相關(guān)信息，整個(gè)系統(tǒng)外圍器件少，穩(wěn)定性高，同時(shí) 安裝 使用方便。 此設(shè)計(jì)將 FPGA和單片機(jī)結(jié)合使用，既發(fā)揮了 FPGA高速數(shù)據(jù)采集的特點(diǎn)，有發(fā)揮了單片機(jī)在控制方便的優(yōu)點(diǎn)，因此整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性比一般的僅用單片機(jī)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性強(qiáng)，但在其性?xún)r(jià)比低，因而，此設(shè)計(jì)僅適用于練習(xí) FPGA與單片機(jī)的通信功能，練習(xí)用 FPGA 和單片機(jī)完成一個(gè)具體系統(tǒng)的具體功能的設(shè)計(jì)，如果希望此產(chǎn)品能具有一定的實(shí)用價(jià)值和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，可以用單片機(jī)單獨(dú)完成此設(shè)計(jì)，用 DS1302 時(shí)鐘芯片完成時(shí)鐘的嵌入和定時(shí)控制的功能。 1 主要器件和編程語(yǔ)言簡(jiǎn)介 本設(shè)計(jì)所用到的主要元器件 FPGA 芯片 EPF10K10TC1444 一片 單片機(jī) STC89C52RC 一片 時(shí)鐘芯片 DS1302 一片 溫度傳感器 DS18B20 一個(gè) 液晶顯示器 LCD12864 一片 繼電器 HLS8LDC5VSC 三個(gè) 電平轉(zhuǎn)換芯片 MAX232 一片 器件簡(jiǎn)介 FPGA 簡(jiǎn)介 FPGA 是英文 Field Programmable Gate Array 的縮寫(xiě)， 即現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列，它是在 PAL、 GAL、 EPLD 等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。 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(xiàn)（ Interconnect）三個(gè)部分。 ( 2)FPGA 可做其它全定制或半定制 ASIC 電路的中試樣片。 (4)FPGA 是 ASIC 電路中設(shè)計(jì)周期最短、開(kāi)發(fā)費(fèi)用最低、風(fēng)險(xiǎn)最小的器件之一。 可以說(shuō)， FPGA 芯片是小批量系統(tǒng)提高系統(tǒng)集成度、可靠性的最佳選擇之一。 FPGA 是由存放在片內(nèi) RAM 中的程序來(lái)設(shè)置其工 作狀態(tài)的，因此，工作時(shí)需要對(duì)片內(nèi)的 RAM 進(jìn)行編程。 加電時(shí)， FPGA 芯片將 EPROM 中數(shù)據(jù)讀入片內(nèi)編程 RAM 中，配置完成后，F(xiàn)PGA 進(jìn)入工作狀態(tài)。 FPGA 的編程無(wú)須專(zhuān)用的 FPGA 編程器，只須用通用的EPROM、 PROM 編程器即可。這樣，同一片 FPGA，不同的編程數(shù)據(jù)，可以產(chǎn)生不同的電路功能。 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。 DS1302簡(jiǎn)介 DS1302 是美國(guó) DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、 時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～ 。 DS1302 內(nèi)部有一個(gè)318 的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。 引腳功能及結(jié)構(gòu) DS1302 的引腳排列 ,其中 Vcc1 為后備電源， VCC2 為主電源。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。當(dāng) Vcc2小于 Vcc1 時(shí)， DS1302 由 Vcc1 供電。 RST 是復(fù)位 /片選線(xiàn)，通過(guò)把 RST 輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。當(dāng)RST 為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì) DS1302 進(jìn)行操作。上電運(yùn)行時(shí)，在 Vcc≥ 之前， RST 必須保持低電平。 I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向 )，后面有詳細(xì)說(shuō)明。 DS1302 的引腳功能圖 如下圖： 圖 1 DS1302 封裝圖 DS1302 的控制字節(jié) DS1302 的控制字如圖 2所示。位 5 至位 1 指示操作單元的地址 。 數(shù)據(jù)輸入輸出 (I/O) 在控制指令字輸入后的下一個(gè) S