基于verilog的微波炉控制器的设计

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1、基于FPGA的微波炉控制器的设计一、设计任务及要求该实验主要完成微波炉控制器的设计。主要功能有复位开关、模式选择、烹调时间设置、LED指示烹调状态及数码管显示烹调剩余时间。上电后，系统处于复位状态。工作时首先进行烹调时间设置，并使用数码管显示时间信息，设要求最长的烹调时间为59分59秒，时间设置完毕后系统处于等待状态状态；选择开始烹调模式时系统进入烹调状态，时间显示数码管按每秒减1的倒计时方式显示剩余烹调时间；烹调结束后，系统回到复位状态。二、设计方案及流程微波炉控制器系统主要有一下五个电路模块组成：分频模块、模式选择

2、电路、时间设置电路、倒计时模块、显示模块。分频模块完成系统50MHz的时钟向1Hz的分频，使计时器能够按照1S的频率倒计时。模式选择电路，其功能是控制微波炉工作过程中模式的切换，选择不同的模式系统计入不同的工作状态。时间设置模块，该模块主要是可根据用户需求输入烹调时间；倒计时电路会根据用户所设置的时间进行倒计时，由数码管显示电路显示目前烹调状态，同时由LED灯指示系统反正在烹调。系统总体框图如下：时间设置模块50MHz分1Hz的分频模块数码管显示电路倒计时电路模式选择模块图1系统总体框图系统的输入输出信号如下：输入cl

3、k，key0，key1，key2，key3，key4五个信号，输出hex0，hex1，hex2，hex3，sec_flag，cook六个信号。clk作为50MHz分频模块的输入，时钟上升沿有效。Key3作为模式选择信号，mode0表示系统进入分设置模块，mode1表示系统进入秒设置模块，mode2表示系统设置时间完成，进入烹调状态。key2的作用是在mode0及mode1模式下对分、秒设置进行加操作，按一下分、秒加1。key1的作用是在mode0及mode1模式下对分、秒设置进行减操作，按一下分、秒信号减1。key0作

4、为系统的复位信号，在不同模式下按下key0系统都会进入复位状态，数码管显示”0000”，cook标志的LED灯处于灭状态。hex0，hex1，hex2，hex3分别作为四个数码管的输出，它是时间设置信号sec_t0，sec_t1，min_t0，min_t1及倒计时信号sec0，sec1，min0，min1译码结果。当系统处于时间设置状态时数码管显示用户设置时间的状态，当系统处于烹调倒计时状态时，数码管显示倒计时剩余时间。开始和计时结束时数码管处于复位状态。sec_flag是分频输出的秒信号标志位，驱动LEDR7灯闪烁。

5、cook是烹调状态指示信号，cook=1表示系统正在烹调倒计时，其它状态下cook=0，它作为输出驱动LEDR6灯亮或灭。NNY接通电源初始状态时间设置显示0000烹调完成mode0?mode1?key0？mode2?时间到？NYNYNY图2工作流程图程序设计流程图如下：三、仿真及结果分析程序输入完成后进行编译，编译通过后先对程序进行仿真，仿真结果如下：图3系统仿真图为便于观察仿真结果，在仿真过程中未对时钟进行分频，也未对输出结果进行译码。d3,d2,d1,d0是倒计时输出，min_t1,min_t0,sec_t1,s

6、ec_t0是设置时间输出。如上图所示：按下复位键key0后，系统输出“0000”；key3作为模式选择，处于mode0时，进行分设置，key2和key1分别表示对分进行加、减操作；如上图加4次减3次，故分设置为1分钟。处于mode1时，进行秒设置，key2和key1分别表示对秒进行加、减操作；如上图加3次减2次，故秒设置为1秒。四硬件调试仿真完成后将程序下载到DE1开发板上进行硬件调试，结果如下图所示：图4硬件调试结果五、实验总结本次实验是基于FPGA的微波炉控制器的设计。通过此次实验，我收获了很多，对以前在学习过程中

7、不时很懂或模糊不清的东西能够直观的了解掌握。不仅巩固了Verilog硬件描述语言的应用，而且让我更加熟悉了QuartusⅡ9.1软件的使用和操作方法。硬件调试过程中对管脚分配以及DE1开发板有了更深刻的了解和掌握。由以前的读程序到现在的用自己的方法写程序，这是此次实验带给我最本质的收获。虽然实验过程中失败了很多次，每次不是错误就是实现功能不够全面，但最后都得到了解决，让我学会了用不同的方法去理解实现所要实现的功能，这要比读懂一个程序要难得多也宝贵得多。