搜索
《FPGA》设计报告题目：空调系统状态机的设计学院：专业：班级：姓名：学号：摘要空调系统状态机自动控制是以可编程逻辑为核心，配以各种传感器，电机驱动，状态机，变频器等实现自动控制，能确保空调末端温度供给，降低系统运行费用和时间，从而节约资源，它必将日趋成熟，在人类的生活中大显身手。一直以来，环保问题时世界关注的焦点，各种替代能源动力车的出现，为空调业提出来新的课题与挑战。现代家用也得发展成为人们生活的追求，空调已成为人们的必备品。关键字：FPGA，空调系统状态机，自动控制。目录摘要...........................................................................................................................................2一设计背景：...........................................................................................................................4二课程设计目的和要求：.....................................................................................................41课程设计目的：............................................................................................................42课程设计要求：............................................................................................................4三.FPGA实现空调系统状态机自动控制原理：....................................................................5（1）建立如下图所示的工程：...................................................................................5（2）建立各个模块：...................................................................................................6（3）建立TOP顶层文件如下图所示...........................................................................11（4）对TOP顶层模块文件编译，编译成功后如图所示...........................................12（5）修改DeviceandpinOptions中的UnusedPins，改为三态输入；如图；....13（6）进行引脚分配，如图所示；...............................................................................13(7)下载到试验箱上，进行调试.....................................................................................14五.总结分析............................................................................................................................16六.参考文献：........................................................................................................................16一设计背景：空调的发明已经列入20世纪全球十大发明之一，它首次向世界证明了人类对环境温度、湿度、通风和空气品质的控制能力。我们现在所定义的空调出现于18世纪90年代到19世纪初的一次科学技术的急速发展。19世纪初，英国科学家及发明家麦克*法拉第，发现压缩液化某种气体可以将空气冷冻，此现象出现在液化亚摩亚蒸发时，当时其意念仍流于理论化。二十世纪六七十年代美国为解决干旱缺水地区的冷热源问题而率先研制出冷式冷水机，用空气散热代替冷却塔，设备设计和制造技术在90年代被转让到中国。随着人们生活水平的逐渐提高，空调产品也将由“生活奢侈品”逐渐变为日常生活用品。在空调健康，节约功能以及外观设计上，国内企业引进，消化，吸收，技术水平产品及产品质量都在不断的趋于完善，我国已经发展为世界空调产业重要研发和生产基地。二课程设计目的和要求：1课程设计目的：本课程设计的目的是在掌握EDA实验开发的初步使用基础上，了解DEA技术，对空调系统进一步了解，掌握其状态机的工作原理，掌握用Verilog实现状态机的方法。通过本课程的设计，更好的巩固加深基础知识的理解，独立完成仿真过程，增强理论联系实际，提高电路分析能力，为日后的学习奠定基础。2课程设计要求：试设计一个空调系统状态机，它两个输入端TEMP-HIGH和TEMP-LOW分别与传感器相连（用两位拨码开关模拟），用于检测室内温度。如果室内温度正常，则TEMP-HIGH和TEMP-LOW均为0。如果室内温度过高，则TEMP-HIGH为“1”，TEMP-LOW为“0”。如果室内温度过低，则TEMP-HIGH为“0”，TEMP-LOW为“1”。根据TEMP-HIGH和TEMP-LOW的值来判断当前的状态，如太热，则在液晶上显示TOO-HOT，并将输出端COOL置为“1”，并显示，表明现在开始制冷；如太冷，则在液晶上显示TOO-COLD，并将输出端HEAT置为“1”，并显示，表明现在开始加热；如适中，则在液晶上显示JUST-RIGHT，COOL和HEAT都为“0”。三.FPGA实现空调系统状态机自动控制原理：空调系统状态机，它的两个输入端TEMP_HIGH和HEAP_LOW分别与传感器相连，用于检测室内温度。如果室内温度正常，则TEMP-HIGH和TEMP_LOW均为“0”。如果室内温度过高，则TEMP_HIGH为“1”，TEMP_LOW为“0”，如果室内温度过低，则TENP_HIGH为“0”，TEMP_LOW为“1”，根据TEMP_HIGH和TEMP_LOW的值来判断当前的状态（太热TOO_HOT,太冷TOO_COLD或者适中JUST_RIGHT）,并决定HEAT和COOL的输出值，如果TOO_HOT,则COOL开始制冷，COOL为“1”，如果TOO_COLD,则HEAT开始加热，则HEAT为“1”。其原理图如下图所示：四．设计过程：（1）建立如下图所示的工程：液晶显示电机模块蜂鸣器模块流水灯模块计时模块（2）建立各个模块：1:液晶显示模块2:电机模块电机模块顶层8位计数器4位计数器脉宽调制信号发生器2选1多路选择器3：计时模块计时模块顶层20M分频到100Hz模块时钟计时模块数码管显示模块4：流水灯模块流水灯顶层模块LED灯型模块一LED灯型模块二2选1选择器5：蜂鸣器模块蜂鸣器模块顶层20M分频到1Hz模块20M分频到1KHz模块10进制加法计数器模块（3）建立TOP顶层文件如下图所示；（4）对TOP顶层模块文件编译，编译成功后如图所示；（5）修改DeviceandpinOptions中的UnusedPins，改为三态输入；如图；（6）进行引脚分配，如图所示；(7)下载到试验箱上，进行调试；液晶显示模块：下图为温度正常，COOL和HEAT都为“0”。如下图所示:次图为温度太低，HEAT开始加热。HEAT为“1”。如下图所示：此图为温度太高，COOL开始制冷，COOL为“1”。流水灯从右向左开始灭。流水灯从左向右开始灭五.总结分析整个设计通过了软件和硬件上的调试。我想这对于自己以后的学习和工作都会有很大的帮助。在这次设计中遇到了很多实际性的问题，在实际设计中才发现，书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的，所以有些问题不但要深入地理解，而且要不断地更正以前的错误思维。一切问题必须要靠自己一点一滴的解决，而在解决的过程当中你会发现自己在飞速的提升。对于教材管理系统，其程序是比较简单的，主要是解决程序设计中的问题，而程序设计是一个很灵活的东西，它反映了你解决问题的逻辑思维和创新能力，它才是一个设计的灵魂所在。因此在整个设计过程中大部分时间是用在程序上面的。很多子程序是可以借鉴书本上的，但怎样衔接各个子程序才是关键的问题所在，这需要对系统的结构很熟悉。因此可以说系统的设计是软件和硬件的结合，二者是密不可分的。通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处，虽然感觉理论上已经掌握，但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑，经过一番努力才得以解决。这也激发了我今后努力学习的兴趣，我想这将对我以后的学习产生积极的影响。其次，这次课程设计让我充分认识到团队合作的重要性，只有分工协作才能保证整个项目的有条不絮。另外在课程设计的过程中，当我们碰到不明白的问题时，指导老师总是耐心的讲解，给我们的设计以极大的帮助，使我们获益匪浅。因此非常感谢老师的教导。通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后的学习和工作做出了最好的榜样。我觉得作为一名软件工程专业的学生，这次课程设计是很有意义的。更重要的是如何把自己平时所学的东西应用到实际中。虽然自己对于这门课懂的并不多，很多基础的东西都还没有很好的掌握，觉得很难，也没有很有效的办法通过自身去理解，但是靠着这一个多礼拜的“学习”，在小组同学的帮助和讲解下，渐渐对这门课逐渐产生了些许的兴趣，自己开始主动学习并逐步从基础慢慢开始弄懂它。所以我认为这次的课程设计意义很深，和我的队友的共同学习﹑配合﹑努力的过程也很愉快，另外还要感谢老师的耐心辅导。六.参考文献：《EDA技术使用教程》第五版百度