空调系统状态机设计.docxVIP

《 FPGA 》设计报告 题 目： 空调系统状态机的设计 学 院： 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 摘要空调系统状态机自动控制是以可编程逻辑为核心，配以各种传感器，电机驱动，状态机，变频器等实现自动控制，能确保空调末端温度供给，降低系统运行费用和时间，从而节约资源，它必将日趋成熟，在人类的生活中大显身手。一直以来，环保问题时世界关注的焦点，各种替代能源动力车的出现，为空调业提出来新的课题与挑战。现代家用也得发展成为人们生活的追求，空调已成为人们的必备品。关键字：FPGA，空调系统状态机，自动控制。目录摘要2一设计背景：4二 课程设计目的和要求：41课程设计目的：42课程设计要求：4三.FPGA实现空调系统状态机自动控制原理：5（1） 建立如下图所示的工程：5（2） 建立各个模块：6（3）建立TOP顶层文件如下图所示11（4）对TOP顶层模块文件编译，编译成功后如图所示12（5）修改Device and pin Options 中的Unused Pins ，改为三态输入；如图；13（6）进行引脚分配，如图所示；13(7)下载到试验箱上，进行调试14五.总结分析16六.参考文献：16一设计背景：空调的发明已经列入20世纪全球十大发明之一，它首次向世界证明了人类对环境温度、湿度、通风和空气品质的控制能力。我们现在所定义的空调出现于18世纪90年代到19世纪初的一次科学技术的急速发展。19世纪初，英国科学家及发明家麦克*法拉第，发现压缩液化某种气体可以将空气冷冻，此现象出现在液化亚摩亚蒸发时，当时其意念仍流于理论化。二十世纪六七十年代美国为解决干旱缺水地区的冷热源问题而率先研制出冷式冷水机，用空气散热代替冷却塔，设备设计和制造技术在90年代被转让到中国。随着人们生活水平的逐渐提高，空调产品也将由“生活奢侈品”逐渐变为日常生活用品。在空调健康，节约功能以及外观设计上，国内企业引进，消化，吸收，技术水平产品及产品质量都在不断的趋于完善，我国已经发展为世界空调产业重要研发和生产基地。二 课程设计目的和要求：1课程设计目的：本课程设计的目的是在掌握EDA实验开发的初步使用基础上，了解DEA技术，对空调系统进一步了解，掌握其状态机的工作原理，掌握用Verilog实现状态机的方法。通过本课程的设计，更好的巩固加深基础知识的理解，独立完成仿真过程，增强理论联系实际，提高电路分析能力，为日后的学习奠定基础。2课程设计要求：试设计一个空调系统状态机，它两个输入端TEMP-HIGH和TEMP-LOW分别与传感器相连（用两位拨码开关模拟），用于检测室内温度。如果室内温度正常，则TEMP-HIGH和TEMP-LOW均为0。如果室内温度过高，则TEMP-HIGH为“1”， TEMP-LOW为“0”。 如果室内温度过低，则TEMP-HIGH为“0”， TEMP-LOW为“1”。根据TEMP-HIGH和TEMP-LOW的值来判断当前的状态，如太热，则在液晶上显示TOO-HOT，并将输出端COOL置为“1”，并显示，表明现在开始制冷；如太冷，则在液晶上显示TOO-COLD，并将输出端HEAT置为“1”，并显示，表明现在开始加热；如适中，则在液晶上显示JUST-RIGHT，COOL和HEAT都为“0”。三.FPGA实现空调系统状态机自动控制原理：空调系统状态机，它的两个输入端TEMP_HIGH和HEAP_LOW分别与传感器相连，用于检测室内温度。如果室内温度正常，则TEMP-HIGH和TEMP_LOW均为“0”。如果室内温度过高，则TEMP_HIGH为“1”，TEMP_LOW为“0”，如果室内温度过低，则TENP_HIGH为“0”，TEMP_LOW为“1”，根据TEMP_HIGH和TEMP_LOW的值来判断当前的状态（太热TOO_HOT,太冷TOO_COLD或者适中JUST_RIGHT）,并决定HEAT和COOL的输出值，如果TOO_HOT,则COOL开始制冷，COOL为“1”，如果TOO_COLD,则HEAT开始加热，则HEAT为“1”。其原理图如下图所示：四．设计过程：（1） 建立如下图所示的工程：（2） 建立各个模块：1: 液晶显示模块2: 电机模块电机模块顶层8位计数器4位计数器脉宽调制信号发生器2选1多路选择器3：计时模块计时模块顶层20M分频到100Hz模块时钟计时模块数码管显示模块4：流水灯模块流水灯顶层模块LED灯型模块一LED灯型模块二2选1 选择器5：蜂鸣器模块蜂鸣器模块顶层20M分频到1Hz模块20M分频到1KHz模块10进制加法计数器模块（3）建立TOP顶层文件如下图所示；（4）对TOP顶层模块文件编译，编译成功后如图所示；（5）修改Device and pin Options 中的Unused Pi