课程设计---VHDL设计微波炉控制器

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1、 1 摘要 本文介绍了应用FPGA芯片和硬件描述语言VHDL设计微波炉控制器的方 法，并且利用该方法设计日常生活用品微波炉。本设计使用 VHDL 编程实现 各底层模块及顶层模块的功能，主要阐述模块化设计的思想和状态图的描述 方法，以及他们在硬件描述语言中的应用。 微波炉控制器主要有以下几个模块：输入模块、控制模块和显示模块。 输入模块主要实现定时时间载入，控制模块主要包括数据装载、计时控制， 显示模块涉及到显示译码和指示灯的闪烁。 微波炉控制器系统是一个实用型的系统，该系统操作简单，而且实用性 强。所以，既能节约时间又能节约能源。 经过对系统做需求分析，验证了设计方案的可行性及实现方法的有效

2、性，基本实现了设计的要求。 关键词：FPGA；VHDL；微波炉控制器；模块化；状态图； 2 目录 摘要. 1 第一章 设计题目与要求 . 3 第二章 设计原理 . 4 第三章 设计内容 . 6 3.1 单元模块设计 6 3.1.1 状态控制器 KZQ 6 3.1.2 数据装载器 ZZQ. 7 3.1.3 烹调计时器 JSQ 7 3.1.4 显示译码器 YMQ 8 3.2 模块源程序及其仿真波形与分析 10 3.2.1 状态控制器 KZQ 的源程序及仿真波形分析 10 3.2.2 数据装载器 ZZQ 的源程序及仿真波形分析 . 12 3.2.3 烹调计时器 JSQ 的源程序及仿真波形分析 . 1

3、3 3.2.4 译码器 YMQ 的源程序及仿真波形分析 19 3.2.5 顶层模块的源程序及仿真波形分析 . 20 第四章 设计分析总结 24 参考文献 26 附录. 27 3 第一章 设计题目与要求 设计题目：微波炉控制器 设计要求： 1、设计一个具备定时和信息显示功能的微波炉控制器； 2、要求该控制器能够在任意时刻取消当前工作状态，复位为初始状态； 3、按 TEST 键可以测试七段码管，显示为“8888” ； 4、可根据需要设置烹调时间，系统最长烹调时间为 59 分 59 秒，开始烹调 后，能够显示剩余时间； 5、设定时间后，按启动键开始烹调，同时七段码显示剩余时间，时间为 0 时，显示烹

4、调完成信息“CDEF” ； 6、显示微波炉控制器的烹调状态； 4 第二章 设计原理 设计微波炉控制器，其外部接口如下图 1.1 所示。通过该控制器再配以一个 继电器开关用以显示 COOK 的指示灯。 DATA150 RESET SET_T START TEST CLK COOK DOUT060 DOUT160 DOUT260 DOUT360 TOP inst 图 1.1 微波炉控制器外部接口符号 各信号的功能及要求如下： CLK 是秒时钟脉冲输入，它接收每秒一个时钟脉冲的节拍信号。RESET 为复 位信号，高电平有效，用于芯片的复位功能。TEST 为测试信号，高电平有效， 用于测试 4 个七段数码二极管工作是否正常。START 为开始加热信号，高电平有 效。SET_T 信号为定时设置信号，高电平时可以设置定时时间。DATA 为设定的定 时时间。COOK 为加热输出信号，用指示灯代替，另外四个输出分别表示显示的 定时时间的分和秒的数码显示。其他功能在本次设计中没有涉及，可自行扩展。 设计原理： 首先，对系统