基于FPGA的温控风扇的设计

基于FPGA的温控风扇的设计(任务书,开题报告,论文11000字)
摘要
近几年来，信息化，自动化，智能化等技术渗入我们生活的方方面面，尤其是可编程逻辑门阵列FPGA的快速发展也带来了生活方式的巨大变革。风扇是生活中不可或缺的纳凉电器，实现风扇的智能化很有意义。本课题研究的就是基于FPGA的温控风扇的研究，它相对于传统风扇有着显著的节能，便利等优点。
本课题设计中，温控风扇系统以Altera系列的EP2C8Q208C8作为主控制器，利用DS18B20数字温度传感器实时采集环境温度，经FPGA处理后产生不同占空比的PWM波用以来控制直流电机的转速，并将温度及转速信息显示在LCD1602屏幕上。
本次课题利用了FPGA核心板来进行软硬件综合验证，此外，还需加入LCD1602液晶显示模块，转速可调的直流电机模块。程序部分采用硬件编程语言Verilog HDL进行编写，编译环境为QuartusII。程序编译无误之后烧写进FPGA芯片，即可通过DS18B20采集的环境温度达到自动控制风扇转速的目的。
关键词：DS18B20   LCD1602   FPGA   直流电机
 
Temperature Control Fan Based on FPGA
Abstract
    In recent years, informatization, automation, intelligent technologies such as penetrate into every aspect of our lives, especially the rapid development of the programmable logic gate array FPGA also brought great changes to the way the life. Fan is indispensable to life in Montreal electrical appliances, to implement the intelligent of the fan is very meaningful. This topic research is based on the research of the FPGA temperature control fan, it has obvious energy saving compared with traditional fan, convenience, etc.
    Temperature control fan system with Altera series EP2C8Q208C8 as the main controller, using DS18B20 digital temperature sensor temperature real time acquisition, since by FPGA to produce PWM wave with the control of dc motor speed, the temperature display on the LCD1602 screen. This is this topic of basic design thinking.   
    This topic research mainly on the development board to achieve, in addition, also need to join the LCD1602 LCD display module, adjustable speed dc motor module. Part program using Verilog hardware programming language to write, compile to QuartusII environment. Program compiled and correct after burning into the FPGA chip, can through DS18B20 collecting temperature to achieve the purpose of automatic control fan speed.
Keywords :  DS18B20 ；LCD1602；FPGA ；continuous current dynamo
  

目录
摘要    I
ABSTRACT    II
第一章  绪论    1
1.1 温控风扇的研究意义    1
1.2 国内外的研究现状    2
1.3本课题所研究内容    2
第二章  总体设计方案    3
2.1 设计要求    3
2.2 系统总体方框图    3
第三章  硬件电路设计    5
3.1 FPGA最小系统    5
3.2 温度采集模块    7
3.2.1 测温芯片 DS18B20    7
3.2.2  DS18B20外围电路设计    9
3.3 温度显示模块    10
3.3.1 液晶显示屏 LCD1602    10
3.3.2 显示模块电路设计    12
3.5 电机模块    13
3.5.1 直流电机以及PWM    13
3.5.2直流电机模块电路设计    15
第四章 软件设计    16
4.1  程序设计及分析    16
    4.1.1程序整体结构    16
    4.1.2 顶层模块设计    17
4.1.3 测温模块设计    17
4.1.4 显示模块设计    22
4.1.5 电机驱动模块    27
第五章 仿真调试    29
5.1   Quartus II软件简介    29
5.1.1  Quartus II编译环境简介    29
5.1.2  Quartus II的设计流程    29
    5.2  软件仿真    30
5.2.1  测温模块仿真    30
5.2.2  显示模块仿真    32
5.2.3  直流电机模块仿真    32
5.3   实物验证    33
第六章  结束语    34
6.1 设计总结    34
6.2 展望    35
致 谢    38