1、摘 草鱼要 草鱼 本论文介绍了应用 FPGA 芯片和硬件描述语言 (VHDL)设计微波炉控制器系统的方法 。 草鱼 系统使用 VHDL 编程实现各底层模块的功能 ， 鲤鱼 顶层的设计采用图形输入完成 。 草鱼论文 主要阐述 模块化设计 的 思想和状态图 的 描述方法 ， 鲤鱼 以及他们 在硬件描述语言中的应用 ， 鲤鱼 并展示了其在 Quartus 草鱼 II 草鱼 开发系统下的仿真结果 。 草鱼 草鱼 微波炉控制器系统是一个实用型的系统 ， 鲤鱼 系统不仅 具有 操作简单 的功能 ， 鲤鱼 而且烹调效果好 ， 鲤鱼 你 可以按 照 固定程序 烹调 一些家常菜 ， 鲤鱼 可以 采取分时 、 p
2、ork分 不同级别 火力加热 ，鲤鱼 既能节约时间又能节约能源 。 草鱼 主要有 以下几个模块 ： pork输入模块 、 pork控制模块 和 显示模块 。草鱼 输入模块 实现 按键扫描和键盘译码 、 pork控制模块包括状态转换控制 、 pork数据装载 、 pork烹饪计时 、 por k温度控制 、 pork音效提示 等 等 、 pork显示模块涉及到显示译码和指示灯的闪烁 。 草鱼草鱼 经过 对系统做 需求分析 ， 鲤鱼 详细功能 设计 、 pork编码 ， 鲤鱼 模块连接 ， 鲤鱼 并利用 FPGA 实现相应的功能 ， 鲤鱼 经过波形仿真 、 pork下载调试 ， 鲤鱼 验证了设计方
3、案的可行性及实现方法的有效性 ， 鲤鱼基本实现了系统的要求 。 草鱼 草鱼 关键词 ： porkFPGA； porkVHDL； por k微波炉 ； pork状态图 ； pork定时器 草鱼 Abstract 草鱼 This 草鱼 paper 草鱼 introduces 草鱼 the 草鱼 method 草鱼 that 草鱼 applying 草鱼 FPGA 草鱼 chip 草鱼 and 草鱼 VHDL 草鱼 to 草鱼 design 草鱼the 草鱼 control 草鱼 system 草鱼 of 草鱼 microwave 草鱼 ovens. 草鱼 The 草鱼 system 草鱼 uses
4、 草鱼 VHDL 草鱼 to 草鱼 fulfill 草鱼 the 草鱼function 草鱼 of 草鱼 each 草鱼 bottom 草鱼 module 草鱼 and 草鱼 the 草鱼 design 草鱼 of 草鱼 the 草鱼 top 草鱼 layer 草鱼 is 草鱼 completed 草鱼 via 草鱼graphic 草鱼 entering. 草鱼 This 草鱼 paper 草鱼 mainly 草鱼 illustrates 草鱼 the 草鱼 idea 草鱼 of 草鱼 module 草鱼 design 草鱼 and 草鱼description 草鱼 method 草鱼 of
5、草鱼 state 草鱼 chart 草鱼 and 草鱼 that 草鱼 their 草鱼 application 草鱼 in 草鱼 VHDL 草鱼 and 草鱼 simulation 草鱼 results 草鱼 in 草鱼 the 草鱼 develop 草鱼 system 草鱼 of 草鱼 Quartus 草鱼 II.草鱼 Microwave 草鱼 controller 草鱼 system 草鱼 is 草鱼 a 草鱼 utility-type 草鱼 system 草鱼 that 草鱼 includes 草鱼 not 草鱼 only 草鱼 the 草鱼function 草鱼 of 草鱼 simp
6、le 草鱼 operation, 草鱼 but 草鱼 also 草鱼 good 草鱼 effect 草鱼 of 草鱼 cook. 草鱼 According 草鱼 to 草鱼 fixed 草鱼routine, 草鱼 you 草鱼 can 草鱼 cook 草鱼 some 草鱼 homely 草鱼 dish 草鱼 via 草鱼 taking 草鱼 different 草鱼 time 草鱼 and 草鱼 different 草鱼level 草鱼 firepower 草鱼 to 草鱼 heat, 草鱼 and 草鱼 this 草鱼 can 草鱼 not 草鱼 only 草鱼 save 草鱼 time,
7、草鱼 but 草鱼 also 草鱼 save 草鱼 energy. 草鱼 It 草鱼mainly 草鱼 includes 草鱼 a 草鱼 couple 草鱼 of 草鱼 modules 草鱼 as 草鱼 follows: 草鱼 input 草鱼 module, 草鱼 control 草鱼 module 草鱼 and 草鱼 display 草鱼 module. 草鱼 Input 草鱼 module 草鱼 fulfills 草鱼 key-press 草鱼 scanning 草鱼 and 草鱼 keyboard 草鱼 decoding, 草鱼control 草鱼 module 草鱼 includes
8、 草鱼 status 草鱼 switching 草鱼 control, 草鱼 data 草鱼 loading, 草鱼 cook 草鱼 time, 草鱼temperature 草鱼 control, 草鱼 sound 草鱼 effect 草鱼 tip 草鱼 and 草鱼 so 草鱼 on, 草鱼 display 草鱼 module 草鱼 comes 草鱼 down 草鱼 to 草鱼display 草鱼 coding 草鱼 decipher 草鱼 and 草鱼 the 草鱼 flashing 草鱼 of 草鱼 indicator 草鱼 light.草鱼 Through 草鱼 the 草鱼 anal
9、ysis 草鱼 of 草鱼 requirement, 草鱼 detailed 草鱼 function 草鱼 design, 草鱼 coding, 草鱼 module 草鱼connection, 草鱼 using 草鱼 FPGA 草鱼 to 草鱼 fulfill 草鱼 relevant 草鱼 function. 草鱼 Through 草鱼 waveform 草鱼 simulation, 草鱼download 草鱼 debugging, 草鱼 it 草鱼 verifies 草鱼 the 草鱼 feasibility 草鱼 of 草鱼 the 草鱼 design 草鱼 and 草鱼 the 草鱼 e
10、ffectiveness 草鱼 of 草鱼 realization 草鱼 method 草鱼 and 草鱼 basically 草鱼 fulfill 草鱼 the 草鱼 requirement 草鱼 of 草鱼 the 草鱼 system. 草鱼草鱼 Keywords: 草鱼 FPGA, 草鱼 VHDL, 草鱼 Microwave 草鱼 oven, 草鱼 Status 草鱼 chart, 草鱼 timerI 目 草鱼录 草鱼 1. 绪论 1 草鱼 1.1. 任务的提出 1 草鱼 1.2. 课题的内容和要求 1 草鱼 1.3. 设计的目的和意义 1 草鱼 2. 关键技术简介 3 草鱼 2.1.
11、FPGA 简介 3 草鱼 2.2. VHDL 语言概述 3 草鱼 2.3. Quartus 草鱼 II 草鱼 开发系统简介 4 草鱼 3. 系统总体设计 7 草鱼 3.1. 系统总体设计方案 7 草鱼 3.2. 系统功能模块描述 8 草鱼 3.2.1. 输入模块 8 草鱼 3.2.2. 控制模块 9 草鱼 3.2.3. 显示模块 9 草鱼 3.3. 系统的工作流程 9 草鱼 4. 系统详细设计 10 草鱼 4.1. 输入模块设计 10 草鱼 4.1.1. 键盘扫描 10 草鱼 4.1.2. 键盘译码 12 草鱼 4.1.3. 输入模块的实现 13 草鱼 4.2. 控制模块设计 14 草鱼 4.
12、2.1. 状态转换控制 14 草鱼 4.2.2. 数据装载 16 草鱼 4.2.3. 烹饪计时 17 草鱼 4.2.4. 温度控制 18 草鱼 4.2.5. 控制模块的实现 20 草鱼 4.3. 显示模块设计 21 草鱼 5. 系统仿真 24 草鱼 5.1. 输入模块仿真 24 草鱼 5.2. 状态转换控制器仿真 24 草鱼 5.3. 数据装载器仿真 25 草鱼 5.4. 烹饪计时器仿真 26 草鱼 5.5. 显示译码器仿真 28 草鱼 6. 结论 29 草鱼 致 草鱼 谢 30 草鱼 参考文献 31 草鱼 附 草鱼 录 32 草鱼 基于 FPGA 的微波炉控制器设计 - 1 - 绪论 草鱼
13、随着人民生活水平的提高 ， 鲤鱼 微波炉开始进人越来越多的家庭 ， 鲤鱼 它给人们的生活带来了极大的方便 。草鱼微 波炉由 2450MHz 的超高频来加热食物 。 草鱼 它省时 、 pork省电 、 pork方便和卫生 。 草鱼 作为现代的烹饪工具 ， 鲤鱼微波炉的控制器体现着它的重要性能指标 。 草鱼 目前大部分微波炉控制器采用单片机进行设计 ， 鲤鱼 电路比较复杂 ， 鲤鱼 性能不够灵活 。 草鱼 本文采用先进的 EDA 技术 ， 鲤鱼 利用 Quartus 草鱼 II 工作平台和 VHDL 设计语言 ， 鲤鱼 设计了一种新型的微波炉控制器系统 。 草鱼 该系统具有系统复位 、 pork时
14、间设定 、 pork烹饪计时 、 pork温度控制和音效提示等功能 ， 鲤鱼 在 FPGA 上 实现 。 草鱼草鱼 任务的提出 草鱼 在现代人 快节奏生活中 ， 鲤鱼 微波炉已成为便捷生活的一部分 。 草鱼 随着控制技术和智能技术的发展 ， 鲤鱼微波炉也向着智能化 、 pork信息化发展 。 草鱼 而现有市售的微波炉其主要弊端为 ： pork不能按既有程序进行烹调 ， 鲤鱼 需要使用者根据食物的类型 、 pork数量 、 pork温度等因素去设定微波炉的工作时间 ， 鲤鱼 若设定的工作时间过长 ， 鲤鱼 含水分较多的食物可能会产生过热碳化的现象 ， 鲤鱼 若时间过短则达不到预期的烹调效果 。草
15、鱼 不仅在节能方面未做过多考虑 ， 鲤鱼 使用者还需要经常翻看使用说明书才能完成操作过程 。 草鱼 针对这些问题 ， 鲤鱼 笔者认为有必要研 制一种操作简单且烹调效果好的微波炉 ， 鲤鱼 根据一些家常菜按固定程序烹调的现象 ， 鲤鱼 可采取分时 、 pork分档火力加热 ， 鲤鱼 节时又节能 。 草鱼草鱼 课 题的内容和要求 草鱼 本课题是 基于 FPGA 的微波炉控制器设计 ， 鲤鱼 即 设计一个具备定时 、 pork温控 、 pork信息显示和音响效应提示功能的微波炉控制器 ， 鲤鱼 实现一些功能 ： pork草鱼 该微波炉控制器能够在任意时刻取消当前工作 ， 鲤鱼 复位为初始状态 。 草
16、鱼草鱼 可以根据需要设置烹调时间的长短 ， 鲤鱼 系统最长的烹调时间为 59 分 59 秒 ； pork开始烹调后 ， 鲤鱼 能够显示剩余时间的多少 。 草鱼 草鱼 可以根据需要设置烹调最高温度值 ， 鲤鱼 系统最高的烹调温度为 999 ； pork开始烹调后 ， 鲤鱼 能够显示系统当前温度值 。 草鱼 草鱼 可以控制火力大小 ， 鲤鱼 供选择的火力档位有高 、 pork中 、 pork低三个火力档位 。 草鱼草鱼 音响效应提示 直接外接一个蜂鸣器 ， 鲤鱼 同时用一个指示灯提示 。 草鱼 草鱼 显示微波炉控制器的烹调状态 。 草鱼草鱼 设计的目的和意义 草鱼 目前大部分微波炉控制器采用单片机
17、进行设计 ， 鲤鱼 电路比较复杂 ， 鲤鱼 性能不够灵活 。 草鱼 本设计采用先进的 EDA 草鱼 技术 ， 鲤鱼 利用 VHDL 草鱼 设计语言 ， 鲤鱼 设计一种 新型的微波炉控制器 。 草鱼 该控制器具有系统复位 、pork状态控制 、 pork时间设定 、 pork火力档位选择 、 pork烹饪计时 、 pork温度控制 、 pork显示译码和音效提示等功能 ， 鲤鱼 基于FPGA 草鱼 芯片实现 。 草鱼草鱼 西南石油大学本科毕业设计（论文） - 2 - 该微波炉控制系统 ， 鲤鱼 除实现常规的解冻 、 pork烹调 、 pork烘烤的基本功能外 ， 鲤鱼 还进行了创新设计 ， 鲤鱼
18、 实现了微波炉的自定义设置 。 草鱼草鱼 本系统控制部分以 FPGA 芯片为核心 ， 鲤鱼 通过功能按键设置和手动数据输入 ， 鲤鱼 完成不同功能时自动以预置方案或者自定义方案加热 。 草鱼 其中 ， 鲤鱼 预制方案提供烹调 、 pork烘烤 、 pork解冻等系统烹调流程 ， 鲤鱼仅供用户选择 ， 鲤鱼 无需设置 ； pork而自定义方案 ， 鲤鱼 用户根据食物含量 、 pork重量等手动设置时间 、 pork温度和选择火力等操作 。 草鱼 在烹饪过程中 ， 鲤鱼 能通过数码管显示或者指示灯提示知道食物的成熟度 ， 鲤鱼 可以智能控制 。 草鱼草鱼 该系统在功能执行时 ， 鲤鱼 能实现门开关
19、检测 、 pork键盘输入扫描 、 pork温度控制 、 porkLED 显示 、 pork工作状态指示 、 pork蜂鸣等 。 草鱼草鱼 基于 FPGA 的微波炉控制器设计 - 3 - 关键技术简介 草鱼 FPGA 简介 草鱼 FPGA（ Field Programmable 草鱼 Gate 草鱼 Array） ， 鲤鱼 即现场可编程门阵列 ， 鲤鱼 它是在 PAL、 porkGAL、 porkCPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物 。 草鱼 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 ， 鲤鱼 既解决了定制电路的不足 ， 鲤鱼 又克服了原有可编程器件门电路数有限
20、的缺点 。 草鱼草鱼 目前以硬件描述语言（ Verilog 草鱼 或 草鱼 VHDL）所完成的电路设计 ， 鲤鱼 可以经过简单的综合与布局 ， 鲤鱼快速的烧录至 草鱼 FPGA 草鱼 上进行测试 ， 鲤鱼 是现代 草鱼 IC 草鱼 设计验证的技术主流 。 草鱼 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、 porkOR、 porkXOR、 porkNOT）或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式 。 草鱼 在大多数的 FPGA 里面 ， 鲤鱼 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 。 草鱼草鱼 系统设计师可以根据
21、需要通过可编辑的连接把 FPGA 内部的逻辑块连接起来 ， 鲤鱼 就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里 。 草鱼 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 ，鲤鱼 所以 FPGA 可以完成所需要的逻辑功能 。 草鱼草鱼 FPGA 一般来说比 ASIC（专用集成芯片）的速度要慢 ， 鲤鱼 无法完成复杂的设计 ， 鲤鱼 而且消耗更多的电能 。 草鱼 但是他们也有很多的优点比如可以快速成品 ， 鲤鱼 可以被修改来改正程序中的错误和更便宜的造价 。 草鱼 厂商也可能会提供便宜的但是编辑能力差的 FPGA。 草鱼 因为这些芯片有比较差的可编辑能力 ，鲤鱼 所以这些设计的开发是在普
22、通的 FPGA上完成的 ， 鲤鱼 然后将设计转移到一个类似于 ASIC的芯片上 。草鱼草鱼 VHDL 语言概述 草鱼 VHDL 草鱼 的英文全名是 草鱼 Very-High-Speed 草鱼 Integrated 草鱼 Circuit 草鱼 Hardware 草鱼 Description 草鱼 Language， 鲤鱼诞生于 草鱼 1982 草鱼 年 。 草鱼 1987 草鱼年底 ， 鲤鱼 VHDL 被 草鱼 IEEE 草鱼 和美国国防部确认为标准硬件描述语言 。 草鱼草鱼 VHDL 主要用于描述数字系统的结构 ， 鲤鱼 行为 ， 鲤鱼 功能和接口 。 草鱼 除了含有许多具有硬件特征的语句外
23、，鲤鱼 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 。 草鱼 VHDL 的程序结构特点是将一项工程设计 ， 鲤鱼 或称设计实体（可以是一个元件 ， 鲤鱼 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） ， 鲤鱼 既涉及实体的内部功能和算法完成部分 。 草鱼在对一个设计实体定义了外部界面后 ， 鲤鱼 一旦其内部开发完成后 ， 鲤鱼 其他的设计就可以直接调用这个实体 。 草鱼 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 。 草鱼草鱼 VHDL 草鱼 语言能够成为标准化的硬件描述语言并获得广泛应用 ， 鲤鱼 它自身
24、必然具有很多其他硬件描述语言所不具备的优点 。 草鱼 归纳起来 ， 鲤鱼 VHDL 草鱼 语言主要具有以下优点 ： pork草鱼 草鱼 (1) 草鱼 VHDL 草鱼 语言功能强大 ， 鲤鱼 设计方式多样 草鱼草鱼 VHDL 草鱼 语言具有强大的语言结构 , 草鱼 只需采用简单明确的 VHDL 语言程序就可以述十分复杂的硬西南石油大学本科毕业设计（论文） - 4 - 件电路 。 草鱼 同时 , 草鱼 它还具有多层次的电路设计描述功能 。 草鱼 此外 ， 鲤鱼 VHDL 草鱼 语言能够同时支持同步电路 、pork异步电路和随机电路的设计实现 ， 鲤鱼 这是其他硬件描述语言所不能比拟的 。 草鱼 V
25、HDL 草鱼语言设计方法灵活多样 ， 鲤鱼 既支持自顶向下的设计方式 ， 鲤鱼 也支持自底向上的设计方法 ； pork既支持模块化设计方法 ，鲤鱼 也支持层次化设计方法 。 草鱼 草鱼草鱼 草鱼 (2) 草鱼 VHDL 草鱼 语言具有强大的硬件描 述能力 草鱼草鱼 VHDL 草鱼 语言具有多层次的电路设计描述功能 ， 鲤鱼 既可描述系统级电路 ， 鲤鱼 也可以描述门级电路 ； pork描述方式既可以采用行为描述 、 pork寄存器传输描述或者结构描述 ， 鲤鱼 也可以采用三者的混合描述方式 。草鱼同时 ， 鲤鱼 VHDL 草鱼语言也支持惯性延迟和传输延迟 ， 鲤鱼 这样可以准确地建立硬件电路的
26、模型 。 草鱼 VHDL 草鱼语言的强大描述能力还体现在它具有丰富的数据类型 。 草鱼 VHDL 草鱼 语言既支持标准定义的数据类型 ，鲤鱼 也支持用户定义的数据类型 ， 鲤鱼 这样便会给硬件描述带来较大的自由度 。 草鱼 草鱼草 鱼 草鱼 (3) 草鱼 VHDL 草鱼 语言具有很强的移植能力 草鱼草鱼 VHDL 草鱼 语言很强的移植能力主要体现在 ： pork对于同一个硬件电路的 草鱼 VHDL 草鱼 语言描述 ， 鲤鱼 它可以从一个模拟器移植到另一个模拟器上 ， 鲤鱼 从一个综合器移植到另一个综合器上 ， 鲤鱼 或者从一个工作平台移植到另一个工作平台上去执行 。 草鱼 草鱼草鱼 草鱼 (4
27、) 草鱼 VHDL 草鱼 语言的设计描述与器件无关 草鱼草鱼 采用 草鱼 VHDL 草鱼 语言描述硬件电路时 ， 鲤鱼 设计人员并不需要首先考虑选择进行设计的器件 。 草鱼 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 ， 鲤鱼 而不需要考虑其他的问题 。 草鱼 当硬件电路的设计描述完成以后 ， 鲤鱼 VHDL 草鱼 语言允许采用多种不同的器件结构来实现 。 草鱼 草鱼草鱼 草鱼 (5) 草鱼 VHDL 草鱼 语言程序易于共享和复用 草鱼草鱼 VHDL 草鱼 语言采用基于库 草鱼 ( 草鱼 library) 草鱼的设计方法 。 草鱼 在设计过程中 ， 鲤鱼 设计人员可以建立各种可再
28、次利用的模块 ， 鲤鱼 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 ， 鲤鱼 而是一些模块的累加 。 草鱼 这些模块可以预先设计或者使用以前设计中的存档模块 ， 鲤鱼 将这些模块存放在库中 ，鲤鱼 就可以在以后的设计中进行复用 。 草鱼 草鱼草鱼 由于 草鱼 VHDL 草鱼 语言是一种描述 、 pork模拟 、 pork综合 、 pork优化和布线的标准硬件描述语言 ， 鲤鱼 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 ， 鲤鱼 从而减小硬件电路设计的工作量 ， 鲤鱼 缩短开发周期 。草鱼草鱼 Quartus 草鱼 II 草鱼 开发系统简介 草鱼 Altera
29、公司的 Quartus 草鱼 II 草鱼 开发系统以其独特的设计理念 ， 鲤鱼 为用户提供了一种全新的可编程逻辑器件开发系统 。 草鱼 它集合了 Altera 的全部 CPLD/FPGA 器件的硬件开发功能 ， 鲤鱼 同时也可以实现系统级设计 、 pork综合 、 pork仿真 、 pork约束等功能 ， 鲤鱼 还具有在线测试功能 。 草鱼草鱼 Quartus 草鱼 II 草鱼 7.0 软件具有以下特性 ： pork草鱼 基于 FPGA 的微波炉控制器设计 - 5 - 1、 pork提供的集成物理综合技术 草鱼 Quartus 草鱼 II 软件包括唯一的 FPGA 供应商提供的集成物理综合优化
30、技术 。 草鱼 Quartus 草鱼 II 物理综合选项应用在编译的布局布线阶段 ， 鲤鱼 而与采用何种综合工具无关 。 草鱼草鱼 2、 pork更快的时序逼近 草鱼 Quartus 草鱼 II 软件用户能够利用 强大的时序逼近流程特性来优化设计 ， 鲤鱼 使其超过按键式编译结果的性能 。 草鱼 Quartus 草鱼 II 软件的时序逼近流程由于其包含了内置物理综合工具以及丰富的图形分析和编辑工具 ， 鲤鱼 提供了强大的交互探测能力 ， 鲤鱼 具有极大的吸引力 。 草鱼草鱼 3、 pork最易使用的设计优化技术 草鱼 Quartus 草鱼 II 软件采用按键式设计流程 ， 鲤鱼 满足了大部分设
31、计的时序要求 。 草鱼 当设计人员进一步需要更好的编译结果时 ， 鲤鱼 Quartus 草鱼 II 软件提供了一些高级工具 ， 鲤鱼 可以轻松地实现优化设计 。 草鱼 用户可以使用设计空间搜索器（ DSE）采用自动技术 ， 鲤鱼 是寄存器到寄存器设计性能平均提高 21%。 草鱼 时序优化顾问工具在 Quartus 草鱼 II 软件内给设计人员提供了一个虚拟的现场应用工程师 。 草鱼 这个工具基于当前设计工程设置和约束 ， 鲤鱼 提供详细的优化设计时序性能的建议 。 草鱼草鱼 4、 pork实现后期设计更改的同时保持性能 草鱼 可编程逻辑设计软件的一个传统困难是 ； pork当引入后期设计更改的
32、时候 ， 鲤鱼 如何保持设计的性能 。 草鱼然而 ， 鲤鱼 Quartus 草鱼 II 软件能够轻松地实现后期设计更改 。 草鱼 最新的增量式设计编辑器和编译技术给设计人员提供了布局 布线后设计更改的最佳支持 。 草鱼 这些技术包括 ： pork草鱼 Quartus 草鱼 II 芯片编辑器 ； pork草鱼 在 LogicLock(tm)区域中实现布局布线锁定的能力 ； pork草鱼 使用渐进式编译 ， 鲤鱼 仅实现对部分改动的设计进行修改 。 草鱼草鱼 5、 pork提供并行开发 FPGA 和结构化 ASIC 草鱼 Quartus 草鱼 II 软件能够提供 FPGA 设计和结构化 ASIC
33、设计之间的无缝移植 。 草鱼 Quartus 草鱼 II 软件能够编译 HardCopy 草鱼 Stratix 器件 ， 鲤鱼 从而提供了高性能低成本器件的解决方法 。 草鱼 HardCopy 草鱼 Stratix结构化 ASIC 提供了比 Stratix 草鱼 FPGA 平均高 50%的性能 ， 鲤鱼 进步一步加强了 Stratix 草鱼 III 器件系列65nm 性能的领先性 。 草鱼草鱼 Altera 草鱼公司的 Quartus 草鱼 II 设计软件提供完整的多平台设计环境 ， 鲤鱼 能够直接满足特定设计需要 ， 鲤鱼为可编程芯片系统（ SOPC）提供全面的设计环境 。 草鱼 Quart
34、us 草鱼 II 软件含有 FPGA 核 CPLD 设计所有阶段的解决方案 ， 鲤鱼 其设计流程包含设计输入 、 pork综合 、 pork布局布线 、 pork时序分析 、 pork仿真 、 pork编程和配置等步骤 ， 鲤鱼 其中的布局布线还包括功耗分析 、 pork调试 、 pork工程更改管理几个部分 。 草鱼 这些操作都可以利用Quartus 草鱼 II 软件实现 。 草鱼草鱼 此外 ， 鲤鱼 Quartus 草鱼 II 软件为设计流程的每个阶段提供了 Quartus 草鱼 II 图形用户界面 、 porkEDA 工具界面西南石油大学本科毕业设计（论文） - 6 - 以及命令行界面
35、。 草鱼 可以在整个流程中只使用这些界面中的一个 ， 鲤鱼 也可以在设计流程的不同阶段使用不同的界面 。 草鱼草鱼 基于 FPGA 的微波炉控制器设计 - 7 - 系统 总体 设计 草鱼 系统总体设计方案 草鱼 根据题目要求 ， 鲤鱼 该系统控制部分以 FPGA 芯片为核心 ， 鲤鱼实现时间设置 、 pork温度设定 、 pork火力选择 、 pork音效响应提示 、 porkLED 数码管显示等 ， 鲤鱼 在硬件组成上 ， 鲤鱼 涉及到电源供电 、 pork按键输入 、 porkLED 数码管显示 、 pork指示灯提示等 。 草鱼草鱼 以下是该系统总体框图 ， 鲤鱼 如图 3.1 所示 ：
36、 pork草鱼 草鱼 图 3.1 草鱼 草鱼 微波炉控制器系统总体框图 草鱼 该控制器系统在 EDA 实验箱上实现的 外观布局如图 3.2 所示 。 草鱼 采用 Cyclone 草鱼 II 芯片EP2C35F672C8 作为 控制芯片 ， 鲤鱼 16 个按键 组成 的 4*4 矩阵键盘 ， 鲤鱼 每个按 键代表的功能如图 3.2 所示 ， 鲤鱼 8 个 LED 作为 8 个状态提示指示灯 ， 鲤鱼 草鱼 4 位 LED 数码管显示加热倒计时 ， 鲤鱼 3 位 LED 数码管显示当前温度值 ， 鲤鱼 1 位 LED 数码管显示当前火力档位 。 草鱼 草鱼 在图 3.2 中 ， 鲤鱼 各按键功能如
37、下 ： pork草鱼 复位 ： pork按下此键 ， 鲤鱼 系统进入初始状态 ， 鲤鱼 8 个数码管上会显示 “88888888”的信息 ， 鲤鱼 所有 LED 指示灯亮 。 草鱼 草鱼 测试 草鱼 ： pork在待机状态下按下此键 ， 鲤鱼 则数码管和发光二极管全亮 、 pork全灭交替闪烁 。 草鱼 草鱼 10Min 草鱼 草鱼 草鱼 1Min/100 /High 草鱼 草鱼 10Sec/10 /Middle 草鱼 草鱼 1Sec/1 /Low： pork四个键用于设定加热时间 、 pork最高温度或者选择火力档位 。 草鱼 当按下 时间设置 按键时 ， 鲤鱼 四个按键分别表示设置定时时间
38、的分 、 pork秒的十位和个位的数字 ； pork当按下 温度设定 草鱼 按键时 ， 鲤鱼 后面三个按键分别表示设定最高温度的百位 、pork十位 、 pork个位 ； pork当按下 火力设定 按键时 ， 鲤鱼 后面三个按键分别表示火力档位的高 、 pork中 、 pork低三个档位 。草鱼 由于在时间设置和温度设定时 ， 鲤鱼 四个按键初 始值均为 0， 鲤鱼 因此需要借助 /+1 草鱼 草鱼 /-1 草鱼 两个按键共同实现时间 、 pork温度的设定操作 。 草鱼 比如设定烹饪时间为 12 分 59 秒 ， 鲤鱼 只需要选择 10Min 草鱼 键 ， 鲤鱼 然后按/+1 键 “1”次
39、； pork选择 1Min/100 /High 键 ， 鲤鱼 然后按 /+1 键 “2”次 ； pork选择 10Sec/10 /Middle 键 ， 鲤鱼然后按 /+1 键 “5”次 ； pork选择 1Sec/1 /Low 键 ， 鲤鱼 然后按 /+1 键 “9”次 。 草鱼 同理 ， 鲤鱼 温度设定操作如上 。草鱼草鱼 1 0 M i n1 M i n/ 1 0 0 / H i g h1 0 S e c/ 1 0 / M i d d l e1 S e c/ 1 / L o w/ + 1/ - 1烹 调复 位R E S E T暂 停 取 消C a n c e l测 试T E S T火 力
40、设 定P o w e r温 度 设 定T e m p e r at u r e时 间 设 置S E T _ T烘 烤 解 冻开 始 确 认S T A R TF P G A控 制芯 片工作状态暂停测试烹调烘烤解冻意外报警完成提示显 示 时 间 显 示 温 度火 力指 示草鱼 3.2 草鱼 草鱼 系统 外观布局 草鱼 暂停 /取消 ： pork用于暂停食物烹饪过程或者取消食物烹饪前的参数设置过程 。 草鱼 在食物烹饪过程中 ， 鲤鱼若按下该键 ， 鲤鱼 则停止食物烹饪 ， 鲤鱼 进入待机状态 ； pork在参数设置时 ， 鲤鱼 若按下此键 ， 鲤鱼 可取消设置的参数 。草鱼草鱼 火力设定 草鱼 ： pork用于设定系统火力档位 。 草鱼 按下该键 ， 鲤鱼 进入选择 1Min/100 /High 草鱼 草鱼 10Sec/10 /Middle
