微波爐系統(tǒng)設(shè)計

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除，謝謝！1在現(xiàn)代人快節(jié)奏生活中，微波爐已成為便捷生活的一部分。隨著控制技術(shù)和智能技術(shù)的發(fā)展，微波爐也向著智能化、信息化發(fā)展。而用者根據(jù)食物的類型、數(shù)量、溫度等因素去設(shè)定微波爐的工作時間，些問題，筆者認為有必要研制一種操作簡單且烹調(diào)效果好的微波爐，節(jié)時又節(jié)能。目前大部分微波爐控制器采用單片機進行設(shè)計，電路比較復(fù)雜，EDAVHDL設(shè)計語言，設(shè)計一種新型的微波爐控制器。該控制器具有系統(tǒng)復(fù)位、狀態(tài)控制、時間設(shè)定、火力檔位選擇、烹飪計時、溫度控制、顯示譯碼和音效提示等功能，基于FPGA芯片實現(xiàn)。該微波爐控制系統(tǒng)，除實現(xiàn)常規(guī)的解凍、烹調(diào)、烘烤的基本功能外，還進行了創(chuàng)新設(shè)計，實現(xiàn)了微波爐的自定義設(shè)置。本系統(tǒng)控制部分以FPGA芯片為核心，通過功能按鍵設(shè)置和手動1燈提示知道食物的成熟度，可以智能控制。該系統(tǒng)在功能執(zhí)行時，能實現(xiàn)門開關(guān)檢測、鍵盤輸入掃描、溫度控制、LED顯示、工作狀態(tài)指示、蜂鳴等。目前大部分微波爐控制器采用單片機進行設(shè)計，電路比較復(fù)雜，性能不夠靈活。本文采用先進的EDA技術(shù)，利用QuartusII工作平臺VHDLVHDL編程實現(xiàn)各底層模塊的功能，頂層設(shè)計用圖形輸入完成。該系在FPGA上實現(xiàn)。2本課題是基于FPGA·該微波爐控制器能夠在任意時刻取消當前工作，復(fù)位為初始狀態(tài)?！?9分59秒；開始烹調(diào)后，能夠顯示剩余時間的多少?！た梢愿鶕?jù)需要設(shè)置烹調(diào)最高溫度值，系統(tǒng)最高的烹調(diào)溫度為999℃；開始烹調(diào)后，能夠顯示系統(tǒng)當前溫度值。2以下是該系統(tǒng)功能模塊圖，如圖2.1所示圖2.1系統(tǒng)功能模塊圖3（1）輸入模塊輸入模塊主要完成用戶對控制功能的設(shè)置，采用按鍵作為輸入設(shè)備。由于實驗室已有設(shè)備限制，本系統(tǒng)采用鍵盤進行輸入設(shè)置，即由一個44矩陣鍵盤實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入控制。該矩陣鍵盤上16個按鍵分別是：10Min、1Min/100℃/High、10Sec/10℃/Middle、1Sec/1℃/Low、、復(fù)位、暫停/取消、測試、▼/-1、火力設(shè)定、溫度設(shè)定、時間設(shè)置、烹調(diào)、烘烤、解凍、開始/確認。輸入模塊包括時鐘脈沖電路、鍵盤掃描電路、消枓同步電路和鍵盤譯碼電路，通過該模塊將掃描得到的按鍵值送到控制模塊。（2）控制模塊邏輯功能，并將當前的工作狀態(tài)等信息送到顯示部分?？刂颇K采用FPGA理，并將處理結(jié)果通過顯示模塊顯示出來。其涉及到數(shù)據(jù)的裝載、狀態(tài)轉(zhuǎn)換控制、烹飪計時、溫度控制、火力控制、音響效應(yīng)提示等。（3）顯示模塊顯示模塊主要監(jiān)視系統(tǒng)工作狀態(tài)并提示用戶進行控制操作。采用七段數(shù)碼管和發(fā)光二級管來實現(xiàn)。4由于數(shù)碼管顯示信息較少，一些信息用數(shù)碼管顯示不夠直觀，因此本系統(tǒng)在采用數(shù)碼管顯示的同時，還用發(fā)光二極管作為輔助顯示。其中，用七段數(shù)碼管作為時間、溫度、火力大小顯示，用發(fā)光二極管4位LED數(shù)碼管顯示加熱倒位LED位LED數(shù)碼管顯示當前個狀態(tài)提示指示燈分別表示：工作狀態(tài)、開門指示、測試、烹調(diào)、烘烤、解凍、意外報警、完成提示。系統(tǒng)預(yù)計操作流程：上電后，系統(tǒng)首先處于一種復(fù)位狀態(tài)，其各電路模塊均處于初始狀態(tài)。此時，8個數(shù)碼管上會顯示“88888888”的信息，所有指示燈亮。按TEST鍵，數(shù)碼管和發(fā)光二極管全亮、全滅交替閃爍，可以測試數(shù)碼管和指示燈工作是否正常。系統(tǒng)工作時，首先通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)，比如，按烹調(diào)、烘烤、解凍鍵選擇系統(tǒng)預(yù)置方案，或者按時間設(shè)置鍵設(shè)置時間，按溫度設(shè)定鍵設(shè)置溫度，按火力選擇鍵選擇火力，結(jié)合10Min、1Min/100℃/High、10Sec/10℃/Middle表示數(shù)據(jù)裝載完成，按START鍵后系統(tǒng)進入烹調(diào)狀態(tài)。在烹飪過程中，可以按暫停/取消鍵暫停烹飪，或者重新設(shè)置時間、溫度、火力。烹飪結(jié)束后，系統(tǒng)會發(fā)出音效提示，同時，系統(tǒng)自動進入復(fù)位狀態(tài)。其對應(yīng)的系統(tǒng)流程圖如下：56圖2.3系統(tǒng)控制鍵布局圖能夠進行時間預(yù)置、加熱倒數(shù)計時、溫度控制、顯示測試以及結(jié)束時音效提示等功能。3硬件：PC機、便攜式EDA/SOPC/DSP實驗系統(tǒng)軟件：QuartusII7.0開發(fā)系統(tǒng)（1）輸入模塊輸入模塊采用44矩陣鍵盤作為輸入設(shè)備，實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入控制。電話、手機、微波爐等格式電子產(chǎn)品上已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，計算機鍵盤種機械開關(guān)，所以設(shè)計其控制電路時，需要涉及到鍵盤掃描、鍵盤譯到時序產(chǎn)生、按鍵掃描和消除抖動。（2）控制模塊控制模塊是整個微波爐控制器系統(tǒng)的核心，完成許多復(fù)雜的控制處理，控制顯示模塊顯示相應(yīng)的信息。78據(jù)數(shù)據(jù)裝載器ZZQ設(shè)置的烹飪數(shù)據(jù)信息進行溫度測定和控制，包括溫度的測定和控制兩部分；音效控制子模塊ALARM的功能是當定時時間到和溫度達到設(shè)定值時，進行音響提示。（3）顯示模塊顯示部分采用七段數(shù)碼管和發(fā)光二極管來實現(xiàn)。外觀顯示上，采用4位LED數(shù)碼管顯示加熱倒計時，3位LED數(shù)碼管顯示當前溫度值，1位LED數(shù)碼管顯示當前火力檔位。8個狀態(tài)提示指示燈分完成提示。具體設(shè)計時，需涉及到動態(tài)掃描和顯示譯碼?？尚行匝芯烤褪菍椖块_發(fā)的可能性和必要性進行分析，避免盲條件。同時還要進一步進行技術(shù)可行性分析、投資/效益分析、組織管理可行性分析，確定系統(tǒng)是否可行。1）技術(shù)可行性：本系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)在于采用EDA技術(shù)作為開發(fā)EDA技開發(fā)是有利的，因此技術(shù)上是可行的。2）平臺可行性：本系統(tǒng)以實驗室已有實驗箱作為開發(fā)板，可以對微波控制器設(shè)計進行開發(fā)、調(diào)試運行、仿真測試、結(jié)果驗證等。還可以再網(wǎng)上下載一些免費的資源，比如MAXplusII工作平臺。由此可見平臺上是可行的。95、已有的參考文獻1李華．MCS-51系列單片機使用接口技術(shù)．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，19902黃繼昌．傳感器工作原理及應(yīng)用實例．北京：人民郵電出版社，19983紀宗南．單片機外圍器件實用手冊輸入通道器件分冊．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，19984閻石．數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)．北京：高等教育出版社，20045張志剛．FPGA與SOPC設(shè)計教程：DE2實踐．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，20076汪國強．SOPC技術(shù)與應(yīng)用．北京：機械工業(yè)出版社，20067數(shù)字電路及系統(tǒng)設(shè)計．北京：機械工業(yè)出版社，200611畢業(yè)設(shè)計(論文)畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告題目基于FPGA的微波爐控制器的設(shè)計1．目的及意義（含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析）：在現(xiàn)代人快節(jié)奏生活中，微波爐巳成為便捷生活的一部分，為人們節(jié)省了時間，為社會節(jié)約了能源．隨著控制技術(shù)和智能技術(shù)的發(fā)展。微波爐也向著智能化、信息化發(fā)展．除了可以實現(xiàn)常規(guī)解凍，烹調(diào)．烘烤三項基本功能外，又進行了創(chuàng)新設(shè)計，增加了溫度涮量和壓力測量，用數(shù)碼顯示工作狀態(tài)和時聞，預(yù)留液晶顯示端口，顯示更直觀更人性化．微波爐是一種用微波加熱的現(xiàn)代化烹調(diào)灶具，它由電源、磁控管、控制電路和烹調(diào)腔組成。其中，微波爐控制器部分完成和工作狀態(tài)之間的切換功能，本項目詳細分析微波爐控制器的原理和組成結(jié)系統(tǒng)可由以下四個電路模塊組成：狀態(tài)控制電路，其功能是控制微波爐工作過程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，并發(fā)出控制信號；數(shù)據(jù)裝載電路，其功能是根據(jù)控制信號選擇定時時間，測試數(shù)據(jù)或計時完成信息的載入；號；顯示譯碼電路，其功能是顯示微波爐控制器的各狀態(tài)信息。2．基本內(nèi)容和技術(shù)方案：2.1基本內(nèi)容：設(shè)計一個具備定時和信息顯示功能的微波爐控制器。12要求：1.該微波爐控制器能夠在任意時刻取消當前工作，復(fù)位為初始狀態(tài)。圖2-1微波爐控制器的系統(tǒng)框圖復(fù)位清零；TEST為數(shù)碼顯示管測試信號，高電平有效，用于測試顯示管是否正常工作；SET_T為烹調(diào)時間設(shè)置信號，高電平有效時允許設(shè)置烹調(diào)時間；DATA為定時時間輸入信號，用于設(shè)置烹調(diào)時COOK只是微波爐狀態(tài)，分別表示秒個位、十位、分個位、分十位。微波爐控制器的工作流程如下：首先，對系統(tǒng)進行復(fù)位清零，使其各電路模塊均處于初始狀態(tài)；當烹調(diào)時間設(shè)置信號SET_T有效時，讀入時間信號的取值，此時系統(tǒng)自動復(fù)位并顯示設(shè)置的時間信號。按下開始鍵COOK信號變?yōu)楦唠娖剑瑫r鐘計數(shù)器開始減法計數(shù)，顯示剩余烹調(diào)時間。烹調(diào)結(jié)束，系統(tǒng)恢復(fù)初始狀態(tài)，數(shù)碼管顯示輸出烹飪結(jié)束信息。示管是否正常進行測試，正常工作時，顯示管輸出全1.2.3主要模塊分析2.31狀態(tài)控制電路狀態(tài)控制電路的功能是根據(jù)輸入信號和自身當時所處的狀態(tài)完成的轉(zhuǎn)換和輸出相應(yīng)的控制信號，其模塊框圖如圖