基于fpga 的微波炉控制器设计(开题)

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1、基于FPGA的微波炉控制器设计1选题的目的和意义1.1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，根据一些家常菜按固定程序烹调的现象，可采取分时、分档火力加热，节时又节

2、能。1.2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）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

3、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；第8页共8页基于FPGA的微波炉控制器设计1题目的主要内容本设计是基于FPGA的微波炉控制器设计。1.1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AL

4、ARM；系统功能模块如下：图2.1系统功能模块图系统各模块之间的关系示意图如下所示：图2.2模块关系图1.1.1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号第8页共8页基于FPGA的微波炉控制器设计。分为炉门开关状态检测和磁控管工作状态控制两个部分，在炉门开关状态检测部分，门开关状态检测用于检测微波炉炉门是否关上,若关上即可开始运行,否则报警并等待炉门被关上；磁控管工作状态控制部分，微波炉启动后，通过由过零检测电路检测到的过零

5、点个数来控制微波炉磁控管的停和转,以实现对烹调过程的控制。磁控管工作时,转盘和风扇等也同时工作。（2）数据装载器ZZQ的功能是根据KZQ发出的控制信号选择定时时间、火力档位、测试数据、烹调属性设置以及烹调数据信息装载完成。这里定时时间包括时间的设定、启动定时、设置加时、时间设定后LED灯的闪烁、显示扫描的逻辑控制，因此涉及到定时计数、时间设定后LED灯闪烁和LED灯扫描的输出信号；火力档位控制包括高、中、低档位控制，涉及到烹饪过程中食物解冻、烹调、烧烤等状态信号的控制和保持。因系统中所使用的按键为开关式按键，即按键按下时产生有效信号，松开后有效信号消失，故

6、用High、Middle、Low等状态信号来标识高、中、低档位。另外还配置有系统菜单，用于设置烹调属性数据，从而使该控制器更智能化。（3）计时器JSQ的功能是负责烹调过程中的时间递减计数，是整个微波炉控制器的核心模块。包括产生控制信号来控制磁控管的间歇通电，以实现微波炉工作过程中食物解冻、加热、烹调和烧烤等不同功能；提供烹调完成时的状态信号使状态控制器KZQ进入复位状态，产生烹调完成信号；同时控制扬声器发出音乐提示烹调完毕。（4）温度控制器KTQ的功能是根据数据装载器ZZQ定时时间的设定和火力档位的选择，以及计时器JSQ计时过程中食物解冻、加热、烹调和烧烤

7、等不同环节进行温度测定和控制。包括温度的测定和控制两部分。（5）显示译码器YMQ的功能就是负责将各种显示信息的BCD转换成七段数码管显示的驱动信息编码。主要用于显示定时时间、计时时间和提示信息，需要译码的信息有：数字0～9，字母d、o、n、E。（6）音响效应控制ALARM的功能是根据计时器JSQ的定时时间到和温度控制器KTQ的温度到达一定程度时，进行音响提示。该音响提示涉及到错误操作或意外发生时的警报提示和某一操作结束时的音乐提示。比如，当炉门开关未关上时,电路启动报警以提示用户关上炉门；比如，若烹调过程中突然打开炉门,也报警提示意外发生；比如，烹调时间到

8、,会有音乐提示用户烹调结束。1.1设计的预期结果系统预计操作流程如