微波炉控制器论文

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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口常生活用品微波炉。本设计使用VI1DL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儿个模块：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

2、案的可行性及实现方法的有效性，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;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63.1单元模块设计63.1.1状态控制器KZQ63.1.2数据装载器ZZQ73.1.3烹调计时器JSQ73.1.4显示译码器YMQ83.2模块源程序及其仿真波形与分析103.2.1状态控制器KZQ的源程序及仿真波形分析103.2.2数据装载器ZZQ的源程序及仿真波形分析123.2.3烹调计时器JSQ的源程序及仿真波形分析133.2.4译码器YMQ的源程序及仿真波形分析

3、193.2.5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、设计一个具备定吋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，能够显不剩余时间；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，吋间为0时，显示烹调完成信息“CDEF”；6、显示微波炉控制器的烹调状态；第二章设计原

4、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。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信号为定吋设置信号，高电平吋可以设置定吋吋间。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

5、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，对系统进行复位清零，即当复位信号RESET信号有效（高电平）时，可使各电路模块均处于初始状态；当烹调定吋设置信号SET_T（高电平）有效吋,读入时间信号DATA115…0］的数值，此时系统自动复位并显示读入的时间信息，DATA是一个16位的总线输入信号，输入所设置的时间长短，它由高到低分为4组，每一组是BCD码输入，分别表示分、秒上十位、个位的数字，如12分59秒。当开始加热信号START有效（高电平）时，系统进入烹调状态，COOK信号变为高电平，时钟计数器开始减计数

6、，显示剩余烹调吋间。烹调结束，系统恢复初始状态，数码管显示烹饪结束信息donEo当显示管测试信号TEST有效（高电平）时，将对显示管是否正常工作进行测试，正常工作时，显示管输岀全为8。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，可以自行设置其周期，在本实验中则根据需要设定周期为一秒，这样就省去了分频模块，在一定程度上简化了整个设计过程。COOK是烹调状态显示信号，它外接用于控制烹调的继电器开关，高电平吋表明烹调己经开始或正在进行，低电平表示烹调结束或没有进行。DOUTO,TOUT1,DOUT2,DOUT3用于4个七段数码管显

7、示信号，动态地显示完成烹调所剩的时间以及测试状态信息“8888”、烹调完毕的状态信息“donE"。该微波炉控制器的具体功能要求如下：上电后系统首先处于一种复位状态。在工作时首先按SET_T键设置烹调吋间，此吋系统读入DATA的数据作为烹调所需时间，然后系统自动回到复位状态，同时4个七段数码管显示时间信息（系统最长的烹调时间为59分59秒）。再按START键后系统进入烹调状态，COOK信号开始为高电平，此时4个七段数码管每隔一秒钟变化一次，用以刷新还剩多少时间结束烹调。烹调结束后，COOK信号变为低电平，同时4个七段数码管组合在一起显示“d

8、onE”的信息，然后系统冋到复位状态。系统可以通过按RESET键随时回到复位状态。在复位状态下，按TEST键在4个数码管上会显示“8888”的信息，它可以测试4个七段数码管工作是否正常。第三章