没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
VHDL微波炉控制器课程设计
1.该资源内容由用户上传,如若侵权请联系客服进行举报
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
版权申诉
0 下载量 112 浏览量
2023-12-25
21:28:08
上传
评论
收藏 198KB DOC 举报
温馨提示
试读
16页
VHDL微波炉控制器课程设计
资源推荐
资源详情
资源评论
湖南大学电气与信息工程学院
本科生课程设计
题 目: 数字微波炉控制器
课 程: 数字电路课程设计
专 业: 电子信息工程
班 级: 班
学 号:
姓 名:
指导 老师:
设计 时间: 2014.
目录
一、绪论............................................................3
二、 关键技术简介...................................................3
2.1 FPGA 简介....................................................3
2.2 VHDL 语言概述................................................4
2.3 ALTIUM DESIGNER 简介.........................................5
三、微波炉定时控制器的设计方案分析..................................5
3.1 系统设计的要求 ..............................................5
3.2 系统总体功能描述 ............................................6
3.3 各模块的功能实现 ............................................6
3.3.1 输入模块...............................................6
3.3.2 状态控制模块...........................................7
3.3.3 显示模块...............................................7
四、系统详细设计....................................................8
4.1 控制模块.....................................................8
4.1.1 状态转换控制 ...........................................8
4.1.2 数据装载 ..............................................10
4.1.3 烹饪计时..............................................11
4.1.4 控制模块的实现........................................12
五、系统仿真.......................................................12
5.1 状态控制器仿真..............................................12
5.2 数据装载器的仿真 ...........................................13
5.3 烹饪计时器的仿真 ...........................................14
六、 结论..........................................................15
一、绪论
随着人民生活水平的提高,微波炉开始进人越来越多的家庭,它给人们的生活
带来了极大的方便。微波炉由 2450MHz 的超高频来加热食物。它省时、省电、方
便 和卫生。作为现代的烹饪工具,微波炉的控制器体现着它的重要性能指标。
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。
本文采用先进的 EDA 技术,利用 ALTIUM DESIGNER 工作平台和 VHDL 设计语言,
设计了一种新型的微波炉控制器系统。该系统具有系统复位、时间设定、烹饪计
时等功能,在 FPGA 上实现。
二、关键技术简介
2.1 FPGA 简介
FPGA(Field-Programmable GateArray),即现场可编程门阵列,它是在
PAL、 GAL、CPLD 等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成
电路 (ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,
又克服了 原有可编程器件门电路数有限的缺点。
目前以硬件描述语言(Verilog 或 VHDL)所完成的电路设计,可以经过简单
的综合与布局,快速的烧录至 FPGA 上进行测试,是现代 IC 设计验证的技术主
流。这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路(比如 AND、OR、
XOR、 NOT)或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。在大多数的
FPGA 里面,这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器(Flip-flop)或
者其他更加完整的 记忆块。
系统设计师可以根据需要通过可编辑的连接把 FPGA 内部的逻辑块连接起来,
就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里。一个出厂后的成品 FPGA 的逻辑块
和连 接可以按照设计者而改变,所以 FPGA 可以完成所需要的逻辑功能。
FPGA 一般来说比 ASIC(专用集成芯片)的速度要慢,无法完成复杂的设计,
而且消耗更多的电能。但是他们也有很多的优点比如可以快速成品,可以被修改
来改正程序中的错误和更便宜的造价。厂商也可能会提供便宜的但是编辑能力差
的 FPGA。因为这些芯片有比较差的可编辑能力,所以这些设计的开发是在普通
的 FPGA 上完成的,然后将设计转移到一个类似于 ASIC 的芯片上。
2.2 VHDL 语言概述
VHDL 的 英 文 全 名 是 Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware
Description Language,诞生于 1982 年。1987 年底,VHDL 被 IEEE 和美国国
防部确认为标准 硬件描述语言。
VHDL 主要用于描述数字系统的结构,行为,功能和接口。除了含有许多具
有硬件特征的语句外,VHDL 的语言形式和描述风格与句法是十分类似于一般的
计算机 高级语言。VHDL 的程序结构特点是将一项工程设计,或称设计实体(可
以是一个元件,一个电路模块或一个系统)分成外部(或称可视部分,及端口)和
内部(或称不可视部分),既涉及实体的内部功能和算法完成部分。在对一个设
计实体定义了外部界面后,一旦其内部开发完成后,其他的设计就可以直接调用
这个实体。这种将设计实 体分成内外部分的概念是 VHDL 系统设计的基本点。
VHDL 语言能够成为标准化的硬件描述语言并获得广泛应用,它自身必然具
有 很多其他硬件描述语言所不具备的优点。归纳起来,VHDL 语言主要具有以下
优点:
(1)VHDL 语言功能强大,设计方式多样 VHDL 语言具有强大的语言结构, 只
需采用简单明确的 VHDL 语言程序就可以 述十分复杂的硬件电路。同时, 它还具
有多层次的电路设计描述功能。此外,VHDL 语 言能够同时支持同步电路、异步
电路和随机电路的设计实现,这是其他硬件描述语言 所不能比拟的。VHDL 语言
设计方法灵活多样,既支持自顶向下的设计方式,也支 持自底向上的设计方法;
既支持模块化设计方法,也支持层次化设计方法。
(2)VHDL 语言具有强大的硬件描述能力 VHDL 语言具有多层次的电路设计描
述功能,既可描述系统级电路,也可以描 述门级电路;描述方式既可以采用行
为描述、寄存器传输描述或者结构描述,也可以 采用三者的混合描述方式。同
时,VHDL 语言也支持惯性延迟和传输延迟,这样可 以准确地建立硬件电路的模
型。VHDL 语言的强大描述能力还体现在它具有丰富的 数据类型。VHDL 语言既支
持标准定义的数据类型,也支持用户定义的数据类型,这样便会给硬件描述带来
较大的自由度。
(3)VHDL 语言具有很强的移植能力 VHDL 语言很强的移植能力主要体现在:
对于同一个硬件电路的 VHDL 语言 描述,它可以从一个模拟器移植到另一个模拟
器上,从一个综合器移植到另一个综合器上,或者从一个工作平台移植到另一个
工作平台上去执行。
(4)VHDL 语言的设计描述与器件无关 采用 VHDL 语言描述硬件电路时,设计
人员并不需要首先考虑选择进行设计的 器件。这样做的好处是可以使设计人员
集中精力进行电路设计的优化,而不需要考虑 其他的问题。当硬件电路的设计
描述完成以后,VHDL 语言允许采用多种不同的器 件结构来实现。 (5)VHDL 语言
程序易于共享和复用 VHDL 语言采用基于库 (library)的设计方法。在设计过程
中,设计人员可以建 立各种可再次利用的模块,一个大规模的硬件电路的设计
不可能从门级电路开始一步步地进行设计,而是一些模块的累加。这些模块可以
预先设计或者使用以前设计中的存档模块,将这些模块存放在库中,就可以在以
后的设计中进行复用。
由于 VHDL 语言是一种描述、模拟、综合、优化和布线的标准硬件描述语言,
因此它可以使设计成果在设计人员之间方便地进行交流和共享,从而减小硬件电
路设计的工作量,缩短开发周期。
2.3 ALTIUM DESIGNER 简介
Altium Designer 是原 Protel 软件开发商 Altium 公司推出的一体化的电子
产品开发系统,主要运行在 Windows XP 操作系统。这套软件通过把原理图设计、
电路仿真、PCB 绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技
术的完美融合,为设计者提供了全新的设计解决方案,使设计者可以轻松进行设
计,熟练使用这一软件必将使电路设计的质量和效率大大提高。
剩余15页未读,继续阅读
资源评论
文档优选
- 粉丝: 90
- 资源: 1万+
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功