1. 研究目的与意义
电烤箱是目前市场最受欢迎的厨房电器产品之一,尤其是最近两年来,无论是家电卖场、超市的零售,还是礼赠品市场,经济实用的电烤箱都是销售量最快的产品。电烤箱的生产企业主要集中在ACA、长帝、东菱、格兰仕和美的等规模企业上。这些企业不但具有较大的生产规模,可以用在技术研发上的投入较大,而且以格兰仕、美的等为代表的品牌为电烤箱的市场增长起到了一定的推动作用。
基于Verilog HDL的电烤箱控制电路设计是工程实践性课题,主要的目的是培养学生将所学习的电路知识、集成电路生将所学习的电路知识、集成电路设计和集成电路CAD的技能运用到实际的芯片设计中,结合半导体加工厂的制造工艺,完成具有一定专用功能的专用芯片的设计。
东南大学无锡分校嵌入式系统实验室,拥有XILINX的FPGA仿真板和设计软件,同时有完整的CSMC工艺库,并已经设计并完成过一些产品。实验室为课题的实施者提供了良好的工作条件。可以保证学生顺利完成毕设工作。
2. 课题关键问题和重难点
第一个课题难点是电烤箱温度控制,电烤箱温控电路是上下管独立控温,分为:上管加热,下管加热,上下管同时加热三个加热状态,因此如何实现温控电路内,温度档位的选择调节是比较关键的问题。
第二个课题关键点是定时模块的设计,电烤箱定时模块是一个计数器计数功能模块,在该模块的设计中,如何在定时模块计数达到固定数值之后,实现电烤箱的总电路开关以及温度的调节是一个难点问题。
第三个课题关键是各控制模块如何协调工作,即如何在定时模块开启后,使温度控制模块开始工作,如何实现温度电路功率档位的有效切换,在不同的时间段内,实现升温,保温,降温。当定时结束时,可以实现温控电路的关闭,并且警示模块可以提供工作完成的结果显示。3. 国内外研究现状(文献综述)
基于GSM的远程智能电烤箱控制系统[1],利用GSM网络,设计了通过手机向电烤箱控制系统的GSM模块发送相关的控制指令,然后由处理器总控单元处理收到的控制指令,并控制相关的功能电路工作,实现了对电烤箱的远程控制操作。
本系统不但可以很好的解决家电的远程无线控制和对无人条件下工作状态的监测问题,适应了未来家电智能化的发展趋势,满足人们实时远程控制工作设备和远程监测的需求。而且能够得到将国外控制技术嫁接于国内同类产品的经验,从而带动整个家电无线控制领域向着更高水平发展。
该系统实现的功能是,接收手机短信命令,并对其进行解析判断,最终通过执行命令来实现控制电烤箱工作。该远程电烤箱控制系统可以分为下几个组成部分:GSM主机系统,从机系统,电烤箱监控系统。
4. 研究方案
电烤箱控制电路分为温度控制模块系统,定时控制模块系统,警示控制模块系统,电机控制模块系统。其中温度模块控制电烤箱的加热档位的选择,定时模块控制加热时间的控制,警示模块则在电烤箱完成定时加热后提供一个系统提示,电机模块则是实现电烤箱在加热过程中转盘的旋转。
本次实验,我们基于VerilogHDL语言进行电烤箱各个控制模块的编程,使用Modelsim或ISE Design Suite开发软件对电烤箱模块进行仿真。仿真完成之后通过FPGA进行验证,最后通过软件Astro对电烤箱系统进行布局布线,从而可以实现一个基本的电烤箱控制电路。
通过实验表明:基于Verilog HDL的电烤箱控制电路系统具有很高的便捷性和易用性,能够很方便地对电子产品进行测控。
5. 工作计划
第1周:利用图书馆和网络查找文献,在老师的指导下对相关文献进行文献英文翻译。
第2周:查找电烤炉的相关文献,收集网络文献资料,整理相关的烤炉控制电路资料,并撰写开题报告。
第3周:对电烤炉电路系统进行设计和规划,熟悉相关软件的安装以及使用,了解设计电路的基本流程以及相关操作的注意方面。
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