eda課程設(shè)計基于VHDL 的智能空調(diào)控制器

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1、 電子科學(xué)與技術(shù) 專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)書 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 學(xué)號 題 目 智能空調(diào)控制器 課題性質(zhì) 工程設(shè)計 課題來源 自擬課題 指導(dǎo)教師 同組姓名 主要內(nèi)容 1. 可自動調(diào)節(jié)溫度 2. 可設(shè)定工作時間 3. 可進(jìn)行模式設(shè)置：強，弱，自然，睡眠 4. 可進(jìn)行溫度的設(shè)置 任務(wù)要求 1根據(jù)設(shè)計題目要求編寫相應(yīng)程序代碼 2對編寫的VHDL程序代碼進(jìn)行編譯和仿真 3總結(jié)設(shè)計內(nèi)容，完成課程設(shè)計說明書 參考文獻(xiàn) [1] 焦素敏.EDA課程設(shè)計指導(dǎo)書.鄭州：河南工業(yè)大學(xué)，2008 [2] 焦素敏.EDA應(yīng)用技術(shù).北京：清華學(xué)出版社，

2、2005 [3] 朱正偉.EDA技術(shù)及應(yīng)用.北京：北京大學(xué)出版社，2005 [4] 曹昕臣，聶春燕EDA技術(shù)實驗與課程設(shè)計.北京：清華大學(xué)出版社，2007 審查意見 指導(dǎo)教師簽字： 教研室主任簽字： 年 月 日 1 設(shè)計任務(wù)及要求 隨著時間的發(fā)展，家用電器越來越智能化，而定時，模式選擇和智能控溫只是其中最常見的功能。 定時的時間分為30分鐘，一小時，一個半小時和和兩個小時。 溫度設(shè)置可由一個計數(shù)器實現(xiàn)，由于空調(diào)的可調(diào)溫度有限制，所以計數(shù)器的計數(shù)范圍也是有限的，我設(shè)定的溫度為10到26攝氏度。 溫度控制是把

3、溫度控制在一定范圍內(nèi)的功能，當(dāng)室內(nèi)溫度高于或低于這個溫度時，控制器都將會給空調(diào)一個信號使其工作，當(dāng)溫度達(dá)到這一溫度時，空調(diào)停止工作。 模式設(shè)置共有四個選擇：強，弱，自然和睡眠。模式的控制可以是一個兩位二進(jìn)制計數(shù)器，四個狀態(tài)與四種模式相對應(yīng)，而且四個模式循環(huán)顯示 2設(shè)計原理及總體框圖 總體框圖 模式選擇模塊 模式選擇模塊由一個選擇模塊和四個控制模塊組成。 選擇模塊是一個二進(jìn)制計數(shù)器和一個二四譯碼器，二四譯碼器控制四個控制模塊。控制模塊的主要功能是控制空調(diào)的電動機的工作速度，模式一最大，然后依次減小。 溫度選擇和控制模塊 溫度選擇模塊由一個計數(shù)器構(gòu)成，計數(shù)范圍為10到26?？刂?/p>

4、模塊的作用是和室溫的比較，若設(shè)置的溫度和當(dāng)前室溫不相同，則空調(diào)開始工作，當(dāng)溫度相同時，空調(diào)停止工作。 3 程序設(shè)計 Vhdl語言概述 Vhdl是一種硬件描述語言，所謂的硬件描述語言，實際就是一個描述工具，描述的對象是帶設(shè)計的電路系統(tǒng)的邏輯功能、實現(xiàn)該功能的算法、選用電路的結(jié)構(gòu)以及其他各種約束條件。與其他的硬件描述語言相比較，vhdl在進(jìn)行工程設(shè)計時有許多的優(yōu)點。如：vhdl的的行為，描述強于其他的硬件描述語言，可以直接從行為邏輯上直接對線路進(jìn)行描述。 模式選擇器 由一個二進(jìn)制計數(shù)器構(gòu)成 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use

5、 ieee.std_logic_unsigned.all; entity xuanzhe is port( en: in std_logic; b: out std_logic_vector(1 downto 0)); end entity; architecture one of xuanzhe is signal c: std_logic_vector(1 downto 0); begin process(en) begin if en 'event and en='1' then c<=c

6、+1; end if; b<=c; end process; end one; 定時器設(shè)計如下圖 主要功能設(shè)計 在設(shè)計計數(shù)器時，要特別注意個位的進(jìn)位時間，當(dāng)各位計數(shù)到8時，同時個位變9，進(jìn)位產(chǎn)生，在下一個高電平的時候，進(jìn)位進(jìn)到十位，個位變成0。 30進(jìn)制計數(shù)器 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity sanshi is port(clk,clr:in std_logic; o,t:out std_logic_vector(

7、3 downto 0); c:out std_logic); end entity; architecture arc of sanshi is signal cin: std_logic; begin process(clk,clr) variable cnt0:std_logic_vector(3 downto 0); begin if clr='1' then cnt0:="0000"; elsif clk 'event and clk='1' then if cnt0="1000" then

8、cnt0:=cnt0+1;cin<='1'; elsif cnt0="1001" then cnt0:="0000"; cin<='0'; else cnt0:=cnt0+1;cin<='0'; end if; end if; o<=cnt0; end process; process(clk,clr,cin) variable cnt1:std_logic_vector(3 downto 0); begin if clr='1' then cnt1:="0000"; elsif clk 'event and clk='1' then

9、 if cin='1' then if cnt1="0010" then cnt1:="0000";c<='1'; else cnt1:=cnt1+1;c<='0'; end if; end if; else cnt1:=cnt1; end if; t<=cnt1; end process; end arc; 仿真波形見圖二 60進(jìn)制計數(shù)器 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity di

10、ngshiqi is port(clk,clr:in std_logic; one,ten:out std_logic_vector(3 downto 0); co:out std_logic); end entity; architecture arc of dingshiqi is signal cin: std_logic; begin process(clk,clr) variable cnt0:std_logic_vector(3 downto 0); begin if clr='1' then

11、cnt0:="0000"; elsif clk 'event and clk='1' then if cnt0="1000" then cnt0:=cnt0+1;cin<='1'; elsif cnt0="1001" then cin<='0'; cnt0:="0000"; else cnt0:=cnt0+1;cin<='0'; end if; end if; one<=cnt0; end process; process(clk,clr,cin) variable cnt1:std_logic_vector(3 downto 0);

12、begin if clr='1' then cnt1:="0000"; elsif clk 'event and clk='1' then if cin='1' then if cnt1="0101" then cnt1:="0000";co<='1'; else cnt1:=cnt1+1;co<='0'; end if; end if; else cnt1:=cnt1; end if; ten<=cnt1; end process; end arc; 仿真波形見圖三 溫度設(shè)置 library

13、 ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_arith.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity shezhiqi is port( inc,clr: in std_logic; one,ten: out std_logic_vector(3 downto 0)); end entity; architecture arc of shezhiqi is signal t10:std_logic_vector(3 downto 0); signa

14、l o1:std_logic_vector(3 downto 0); signal cin:std_logic; begin ten<=t10; one<=o1; process(inc,clr) begin if clr='1' then o1<="0000"; elsif inc 'event and inc='1' then if(o1="1001") or (t10="0010" and o1="0110") then o1<="0000";cin<='0'; elsif o1="1000" then o1<=o1+1;

15、cin<='1'; else o1<=o1+1;cin<='0'; end if; end if;end process; process(cin,inc,clr) begin if clr='1' then t10<="0000"; elsif inc 'event and inc='1' then if(t10="0010" and o1="0110") then t10<="0001"; end if; if cin='1' then t10<=t10+1; end if; end if; end process; end arc; 仿

16、真波形見圖四 開關(guān)控制模塊 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity kaiguan is port(shuru1,shuru2,ting:in std_logic; laoban:out std_logic); end entity; architecture one of kaiguan is begin process(shuru1,shuru2,ting) begin if shuru1='1' or shuru2='1' th

17、en laoban<='1'; elsif ting='1' then laoban<='0'; end if; end process; end one; 仿真波形見圖五 4 編譯及仿真 圖1 圖二 圖三 圖四 圖五 5 硬件調(diào)試與結(jié)果分析 仿真結(jié)果如上圖所示。 當(dāng)選擇器的電平high為高時，兩個顯示轉(zhuǎn)速的zhuanshu和

18、zhuansu1分別顯示出60、45、30、15不同的轉(zhuǎn)速，溫度控制器從10開始一直到26，最后的溫度為25，當(dāng)室溫為10的時候，空調(diào)開關(guān)顯示開，當(dāng)溫度到達(dá)25時，空調(diào)開關(guān)成低電平，空調(diào)關(guān)閉。 6 參考文獻(xiàn) [1] 焦素敏.EDA課程設(shè)計指導(dǎo)書.鄭州：河南工業(yè)大學(xué)，2008 [2] 焦素敏.EDA應(yīng)用技術(shù).北京：清華學(xué)出版社，2005 [3] 朱正偉.EDA技術(shù)及應(yīng)用.北京：北京大學(xué)出版社，2005 [4] 曹昕臣，聶春燕EDA技術(shù)實驗與課程設(shè)計.北京：清華大學(xué)出版社，2007 心得體會 經(jīng)過這次EDA課程設(shè)計，我對vhdl有了更深的認(rèn)識，熟練了max+plus2的使用，而且學(xué)會了quartus2的基本使用方法。很多以前沒注意的細(xì)節(jié)在這次課程設(shè)計的過程中沒少給自己制造麻煩，雖然走了不少彎路，浪費了許多時間，但經(jīng)過努力，還是完成了這次課程設(shè)計。都說實踐才是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，在學(xué)習(xí)的時候馬馬虎虎、眼高手低，到了真正進(jìn)行設(shè)計的時候勢必不會順順利利。 在這次課程設(shè)計中我也認(rèn)識到，在設(shè)計之前深思熟慮的重要性，因為在設(shè)計的時候?qū)崿F(xiàn)功能的途徑有很多種，多思考可以避免將簡單的問題復(fù)雜化，可以節(jié)省許多時間和精力。