基于FPGA的微波炉控制器设计与分析,
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摘 要：本毕业设计介绍了应用FPGA芯片和硬件描述语言（VHDL）设计微波炉控制器毕业设计的方法，毕业设计用 VHDL 编程实现各底层模块的功能，顶层设计用图形输入完成。文章着重讲述了模块化设计思想和状态图描述方法在微波炉控制器中的应用，并展示了其在MAX+plusII下的部分仿真结果，获得正确的功能实现并用开发毕业设计作了直观的展示,体现了硬件描述语言在电子设计自动化（EDA）中的方便应用。
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关键词：微波炉控制器；VHDL；状态机；MAX+plusII；仿真
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目 录
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第一章、引言…………………………………………………………………………1
1.1研究背景………………………………………………………………………………1
1.1.1产品背景介绍……………………………………………………………………1
1.1.2国内产品发展现状………………………………………………………………1
1.1.3产品发展趋势……………………………………………………………………1
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第二章、概述…………………………………………………………………………2
2.1 FPGA介绍…………………………………………………………………………………2
2.2 VHDL介绍…………………………………………………………………………………4
2.3 MAX+plusII介绍…………………………………………………………………………4 [版权所有：http://think58.com]
第三章、毕业设计设计………………………………………………………………………4
3.1毕业设计设计方向………………………………………………………………………5
3.2毕业设计设计要求………………………………………………………………………5
3.3毕业设计设计方案………………………………………………………………………6
3.3.1 微波炉控制器的总体设计方案………………………………………………6 [来源：http://www.think58.com]
3.3.2 状态控制器KZQ的设计…………………………………………………………7
3.3.3 数据装载器ZZQ的设计…………………………………………………………8
3.3.4 烹调计时器JSQ的设计…………………………………………………………8
3.3.5 显示译码器YMQ47的设计………………………………………………………9
3.4主要VHDL源程序…………………………………………………………………10 [来源：http://www.think58.com]
3.4.1 状态控制器KZQ的VHDL源程序………………………………………………10
3.4.2 数据装载器ZZQ的VHDL源程序………………………………………………11
3.4.3 烹调计时器JSQ的VHDL源程序……………………………………………12
3.4.4 显示译码器YMQ47的VHDL源程序……………………………………………15
3.5毕业设计仿真/硬件验证……………………………………………………………16
3.5.1 毕业设计的有关仿真………………………………………………………………16 [资料来源：THINK58.com]
3.5.2 毕业设计的硬件验证………………………………………………………………18
3.6设计技巧分析…………………………………………………………………18
3.7毕业设计扩展思路…………………………………………………………………19
第四章、总结……………………………………………………………………………19
致谢 ………………………………………………………………………………19
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参考文献 ……………………………………………………………………………20
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部分毕业设计：
1.1.1产品背景介绍
Percy L.Spencer 在1946年构想出微波炉的概念，在1950年取得专利。微波炉的运作机制为微波在水中能产生摩擦热的原理。早期微波炉尺码庞大，重量超过300公斤和高度超过1.5米，所以主要在大型餐厅和食物市场使用。第一部家用微波炉是在1965年由Raytheon集团生产。
1.1.2国内产品发展现状
现在，中国已成为全球最大的微波炉生产基地，据估计，中国微波炉年产量已达2000万台左右，从2001年中国市场的需求量来看，约在700万台左右。中国微波炉市场经过前几年的洗牌，已由前几年的300多家减少至目前的100多家，其中在市场上可统计的仅30多家。 [资料来源：http://THINK58.com]
洋品牌在早期的微波炉市场份额，几乎占据了绝大部分的市场。但初期由于微波炉市场属于导入期，价格高，消费者接受的少，自1996年以后，惠而浦、松下等大部分都退出了中国市场，主要以出口为主。1998年后，外资品牌中以韩国品牌LG、三星表现较为突出，逐渐跨入第2、第3名，微波炉第一品牌为格兰仕。2000年，美的介入，迅速崛起成为行业第三，三星也逐渐退出市场。
据中怡康统计资料显示，2001年，除LG外，其他洋品牌占有率均低于4％，其中三星为3．83％松下为2．67％，惠而浦为1．41％，而格兰仕为53．8％。目前，国内微波炉的年销售大约为900万台至1000万台，近两年需求的增幅几乎没有波动。业内人士认为，这是微波炉制造商谋求转型、转型加速的背景，微波炉已度过普及阶段。国务院市场发展研究中心副主任陆刃波认为，格兰仕微波炉的发展是一条扩大规模和降低成本相辅相成的路子。随着规模的不断壮大和市场洗牌的最终完成，微波炉市场正在由粗犷的价格战转移到市场细分的和平年代。而有关营销专家分析，在新型微波炉的强势冲击下，未来烘烤机、榨汁机等单一功能厨房电器的竞争力可能被削弱。如同黑电3C化融合趋势一样，微波炉不断吸附融合其他厨电功能，向全新的微波炉概念转向，形成厨房综合体似的概念。微波炉第三次革命的一个重要结晶，将是逐步发展成为厨房的综合型设备。
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1.1.3产品发展趋势
转波炉将成为今后微波炉的发展趋势，转波炉由于其工作原理是依赖神奇的转波器转动转波束，将微波均匀分布到炉腔各点而大大提高了加热效率。具体说，转波炉有三大优势：一是加热食物不受转盘限制。可以提高微波炉的有效容积，如一台24升转波炉几乎相当于36升传统微波炉的有效容积；二是大大提高了加热效率和均匀性。传统的微波炉的工作原理是将微波束直接打到食物上，通过转盘带动食物的转动实现均匀加热。而转波炉之所以能让波转起来，则是因为有一个神奇的转波器让微波转起来将微波均匀分布到食物上达到加热效果；三是清洁炉腔卫生快洁方便。传统转盘微波炉在转盘与炉腔底部之间的缝隙，是极难清理的卫生死角，一旦汤汁撒漏很容易引发转盘机械故障。而取消了转盘的转波炉，炉腔非常平滑，清洁非常方便。 [资料来源：www.THINK58.com]
据介绍，转波技术代表着微波炉技术发展的新方向，目前各国微波炉生产商都在积极研制开发。据日本《日经产业新闻》报道，目前取消转盘设计的转波技术已经成为日本微波炉的标准功能。有专家分析说，转波炉将在世界范围内成为今后微波炉市场发展趋势。据介绍，2003年海尔微波炉市场实现了3位数增长，成为业内增长速度最快的企业，海尔在该行业内的竞争优势已经凸显出来。有专家指出，海尔此次在国内企业中首推“转波革命”，也是其“打价值战，不打价格战”，追求高品质、高附加值、高技术含量等市场理念的一个具体体现。此举将促使业内企业进行新的产品升级。
3.3.2 状态控制器KZQ的设计
状态控制器KZQ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，因此我们可以用一个状态机来实现它。经过对微波炉工作过程中的状态转换条件及输出信号进行分析，我们可以得到其状态转换图如图3.3所示，其输入、输出端口如图3.4所示。
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参考文献：
[1] 朱明程. FPGA最新技术综述[J]. 电子技术应用. 1997.2:3-6.
[2] 谭会生，张昌凡. EDA技术及其应用[M]. 西安:西安电子科技大学出版社，2001.
[3] 谭会生, 现代电子设计技术研究[J]. 株洲工学院学报. 2002，4：111-112.
[4] 谭会生，现代电子设计技术实验室建设探讨[J]. 中华教育杂志（香港）.2004，1：45-48.
[5] 谭会生. EDA技术及其应用[J]. 株洲工学院学报. 2001，5：60-63.
[6] 潘松，黄继业，王国栋. 现代DSP技术[M]. 西安:西安电子科技大学出版社,2001.
[7] 戴逸民，梁晓霞，裴小平. 基于DSP的现代电子毕业设计设计[M]. 北京:电子工业出版社，2002.
[8] 张欣，VLSI数字信号处理——设计与实现[M]. 北京:科学出版社. 2003.
[9] （美）James R.Armstrong F.Gail Gray（著）. VHDL设计表示和综合. 李宗伯，王蓉晖（译）[M]. 北京:机械工业出版社,2002.
[10] 沈嗣昌，臧春华，蒋璇. 数字设计引论[M]. 北京:高等教育出版社，2000.
本毕业设计附件包括（毕业设计+文献+开题+译文） 字数：10052 页数：20
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