课程设计---基于FPGA的微波炉控制器设计

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1、基于 FPGA 的微波炉控制器设计 第 1 页 共 8 页 1 选题的目的和意义选题的目的和意义 1.1 选题的背景选题的背景 随着生活水平的不断提高, 人们对家用电器的功能和质量的要求越来越高。而现有市 售的微波炉其主要弊端为: 不能按既有程序进行烹调, 需要使用者根据食物的类型、数 量、温度等因素去设定微波炉的工作时间, 若设定的工作时间过长, 含水分较多的食物可 能会产生过热碳化的现象, 若时间过短则达不到预期的烹调效果。 不仅在节能方面未做 过多考虑，使用者还需要经常翻看使用说明书才能完成操作过程。针对这些问题, 笔者认 为有必要研制一种操作简单且烹调效果好的微波炉， 根据一些家常菜按

2、固定程序烹调的现 象，可采取分时、分档火力加热，节时又节能。 1.2 设计的目的和意义设计的目的和意义 目前大部分微波炉控制器采用单片机进行设计，电路比较复杂，性能不够灵活。本设 计采用先进的 EDA 技术，利用 VHDL 设计语言，设计一种新型的微波炉控制器，该控 制器具有系统复位、状态控制、时间设定、火力档位、烹饪计时、温度控制、显示译码和 音响效应等功能，基于 FPGA 芯片实现。 1.3 选题的技术现状选题的技术现状 应用 FPGA 芯片和硬件描述语言 （VHDL） 设计该微波炉控制器系统， 该系统用 VHDL 编程实现各底层模块的功能，顶层设计用图形输入完成。 设计依据如下： 1）

3、技术可行性： 采用 EDA 作为开发方法，VHDL 语言为开发工具， 通过设计和实验， 对开发的程序进行调试运行和波形仿真测试验证，实现设计目标； 2）经济可行性：合理利用实验室已有软件、实验箱、开发板，对该微波炉控制器设 计进行开发、调试运行、仿真测试，以及结果验证等； 3）以现有网络资源为依据，以辅导老师的指导为参考，根据已学知识，综合该控制 器设计要求，具体细化设计； 基于 FPGA 的微波炉控制器设计 第 2 页 共 8 页 2 题目的主要内容题目的主要内容 本设计是基于 FPGA 的微波炉控制器设计。 2.1 设计的总体结构描述设计的总体结构描述 该微波炉控制器系统可由以下几个模块组

4、成： （1）状态控制器 KZQ； （2）数据装载 器 ZZQ； （3）烹调计时器 JSQ； （4）温度控制器 KTQ； （5）显示译码器 YMQ； （6）音响 效应控制 ALARM； 系统功能模块如下： 微波炉控制器系统 状态控制器 KZQ 数据装载器 ZZQ 烹调计时器 JSQ 温度控制器 KTQ 显示译码器 YMQ 音响效应控制 ALARM 图图 2.1 系统功能模块图系统功能模块图 系统各模块之间的关系示意图如下所示： 状态转换部分 （状态控制器） 数据装载部分 （数据装载器） 计时部分 （烹调计时器） 温度控制部分 （温度控制器） 显示部分 （显示译码器） 音响控制部分 （音响控制器） 图图 2.2 模块关系图模块关系图 2.1.1 设计的各个功能模块描述设计的各个功能模块描述 （1）状态控制器 KZQ 的功能是控制微波炉工作过程中的状态转换，并发出有关控制 信息。 KZQ 根据输入信号和自身当时所处的状态完成状态的转换和输出相应的控制信 基于 FPGA 的微波炉控制器设计 第 3 页 共 8 页 号。分为炉门开关状态检测和磁控管工作状态控制两个部分，在炉门开关状