可编程微波炉控制器的设计

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1、可编程微波炉控制器的设计相关专题：电子应用时间：2011-10-0809:35来源：icbuy亿芯网　　随着大规模集成电路技术和计算机技术的不断发展，在涉及通信、国防、航天、医学、工业自动化、计算机应用、仪器仪表等领域的电子系统设计工作中，EDA技术的含量正以惊人的速度上升；电子类的高新技术项目的开发也日益依赖于EDA技术的应用。设计者的工作仅限于利用软件的方式来完成对系统硬件功能的描述，在EDA工具的帮助下并应用相应的FPGA/CPLD器件，就可以得到最后的设计结果。尽管目标系统是硬件，但整个设计和修改过程如同完成软件设计一样方便和高效，从而使产品的开发周期大为缩短

2、、性能价格比大幅提高。不言而喻，EDA技术将迅速成为电子设计领域中的极其重要的组成部分。　　1系统硬件设计框图　　本系统设计采用AlteraMAXⅡ系列性价比较高的EPM240T100C5可编程逻辑器件作为信号处理及系统控制核心，完成包括分频、计数、显示等一系列工作，结合所需的外围模块，组成一个最小系统，完成按键控制、LED显示、音频提示。总体设计如图1所示。　　利用CPLD/FPGA可编程的特点,使电路大为简化，利用软件QuartusII和硬件描述语言VHDL对数字系统进行编程、调试和仿真，使得设计、调试方便便捷，充分地发挥了CPLD/FPGA的优势及特点。　　2微

3、波炉控制器的整体设计方案　　根据该微波炉的功能设计要求，软件设计可由：分频器、状态控制器、数据装载器大、计时器、显示器、微波加热信号锁存器6个模块组成。各模块之间的关系如图2所示。　　2.1分频器fredivn的设计　　在接口电路中,时钟信号的作用至关重要，一般CPLD的外部时钟信号可达到几十MHz，但是由于一些接口电路的特性所致，这样高频率的时钟不适合电路工作，所以应该引入时钟分频电路产生适合接口的工作频率。分频模块的设计用于产生合适的扫描时钟、计数时钟和闪烁时钟，其外部接口如图3所示。时钟发生器的输入是全局时钟clk，是从50MHz的石英晶振得到的信号。输出信号是

4、扫描时钟clk1kHz、clk5Hz和clk1Hz。　　部分关键程序如下：　　------1kHz分频---------------　　process(clk)　　variablecount0:integerrange0to24999;　　begin　　ifclk’eventandclk=’1’then　　ifcount0=24999then　　clk0<=notclk0;　　count0:=0;　　elsecount0:=count0+1;　　endif;　　endif;　　clk1kHz<=clk0;　　endprocess;　　------5Hz分频------

5、---------　　process(clk0)　　variablecount1:integerrange0to99;　　begin　　ifclk0’eventandclk0=’1’then　　ifcount1=99thenclk1<=notclk1;count1:=0;　　elsecount1:=count1+1;　　endif;　　endif;　　clk5Hz<=clk1;　　endprocess;　　-----1Hz分频-----------------　　process(clk0)　　variablecount2:integerrange0to499;　　be

6、gin　　ifclk0′eventandclk0=′1′then　　ifcount2=499thenclk2<=notclk2;count2:=0;　　elsecount2:=count2+1;　　endif;　　endif;　　clk1Hz<=clk2;　　endprocess;　　end;　　2.2状态控制器state的设计　　通常状态机是控制单元的主体，它接收外部信号及数据单元产生的状态信息，产生控制信号。微波炉状态控制器state的功能是控制微波炉工作过程中的状态转换，并发出有关控制信息，因此可用一个状态机实现。通过对微波炉工作过程中的转换条件及输出信号进行分

7、析，可得到其状态转换图如图4所示。　　该状态机有8个状态。当状态机的reset信号为0时，状态机复位到idle状态，当reset信号为1时，状态机处于工作状态或待机状态。状态机的转换关系是:当前状态是idle状态,在时钟上升沿到来时,如果输入信号test=0或stall_1=0或stall_2=0或stall_3=0,则转入下一状态tap1或tap2或tap3或tap4,否则仍停留在idle状态,实现了微波炉上电复位时处于待机状态。当test=0时，状态机转入测试状态tap1。当stall_1=0或stall_2=0或stall_3=0时，状态机转入