基于vhdl语言的智能空调控制器的设计报告Word文档下载推荐.docx

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“00”、“01”、“10”、“11”分别代表“强风”、“弱风”、“自然风”、“睡眠状态”。

②时间设置模块：

半个小时即三十分钟，可以用一个三十进制的计数器来实现定时，一个小时即六十分钟，可以用一个六十进制的计数器实现，依此类推即可。

③温度设置模块：

室温与设置温度的比较需要用比较语句来实现，空调温度的增减都需要用计数器来实现，所以这是一个包含比较和计数两种功能的电路。

④开关模块:

我采用的是一个是三输入开关控制器，三个输入分别代表模式选择、时间设置、温度设置，只要其中有一个模块开始工作，那么开关就打开，空调就开始工作。

⑤显示模块：

上述几个模块都需要这个模块来进行显示。

用两个BCD-七段译码器来分别显示显示十位和个位。

就可以看出温度和时间的变化。

二、程序源代码及说明

①模式选择，四选一数据选择器：

仿真见图一

LIBRARYIEEE;

USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

ENTITYxuanzeIS

PORT（a,b,c,d,s1,s2:

INSTD_LOGIC;

---a,b,c,d是数据端口，

s1和s2是选择端口。

y:

OUTSTD_LOGIC）;

ENDENTITYxuanze;

ARCHITECTUREoneOFxuanzeIS

SIGNALss:

STD_LOGIC_VECTOR（0TO1）;

BEGINss<

=s2&

s1;

---将两个标准逻辑位类型变成一个标准逻辑矢量类型

PROCESS（ss）

BEGIN

CASEssIS---用case语句实现多路选择

WHEN"

00"

=>

y<

=a;

01"

=b;

10"

=c;

11"

=d;

WHENOTHERS=>

NULL;

ENDCASE;

ENDPROCESS;

ENDARCHITECTUREone;

②定时半小时，三十进制计数器：

仿真见图二

libraryieee;

useieee.std_logic_1164.all;

useieee.std_logic_unsigned.all;

entitythirtyis

port（clk,clr:

instd_logic;

gewei,shiwei:

outstd_logic_vector（3downto0）;

---个位和十位

dingshi:

outstd_logic）;

---定时脉冲

endentity;

architecturearcofthirtyis

signaljinwei:

std_logic;

---进位

beginprocess（clk,clr）

variablege:

std_logic_vector（3downto0）;

begin

ifclr='

1'

thenge:

="

0000"

;

---clr有清零作用

elsifclk'

eventandclk='

thenifge="

1000"

=ge+1;

jinwei<

='

---当个位加到“1000”

即第九个时钟上升

时产生一个进位。

elsifge="

1001"

---个位加到9之后返回0

0'

elsege:

endif;

gewei<

=ge;

endprocess;

process（clk,clr,jinwei）

variableshi:

Begin

thenshi:

elseifclk'

thenifjinwei='

thenifshi="

0010"

---十位从“0000”变成“0010”，

即经过了30个时钟脉冲，然后

返回“0000”。

同时产生一个定

时脉冲。

dingshi<

elseshi:

=shi+1;

endif;

shiwei<

=shi;

endprocess;

endarc;

③定时一小时，六十进制计数器：

仿真见图三

useieee.std_logic_1164.all;

entitysixtyis

dingshi:

---定时脉冲

architecturearcofsixtyis

---进位

begin

process（clk,clr）

---clr有清零作用

jinwei<

---当个位加到“1000”

即第九个时钟产生

一个进位。

elseifge="

thenjinwei<

ge:

---个位加到9之后返回0

gewei<

0101"

---十位从“0000”变成“0101”，

即经过了60个时钟脉冲，然后

endarc;

④温度控制，仿真见图四和图五

entitywenduis---根据室温和设定温度的比较判断温

度是上升还是降低

port（clk,en:

instd_logic;

---clk时钟en开关/使能端

shiwei,gewei,romeshi,romege:

instd_logic_vector（0to3）;

---shiwei设置温度的十位；

gewei设置温度的个位；

romeshi设置室温的十位；

romege设置温度的个位。

shiout,geout:

outstd_logic_vector（0to3））;

---shiout输出温度的十位geout输出温度的个位

endwendu;

architecturebehaveofwenduis

signalhs,hg:

std_logic_vector（0to3）;

begin

process（clk,en,shiwei,gewei,romeshi,romege,hs,hg）

ifen='

then

hs<

=romeshi;

hg<

=romege;

elsifclk'

then

ifhs&

shiwei&

geweithen---室温低于设置的温度，温度上升

ifhg<

"

thenhg<

=hg+1;

elsehg<

=hs+1;

elsifhs&

hg>

geweithen---室温高于设置的温度，温度下降

ifhg>

=hg-1;

=hs-1;

elsehs<

=shiwei;

=gewei;

---判断温度上升或下降到设置的温度，保持温度显示不变

shiout<

=hsanden&

en&

en;

geout<

=hganden&

---输出温度

endbehave;

⑤开关控制器：

仿真见图六

entitykaiguanis

port（shuru1,shuru2,shuru3,stop:

diandongji:

architectureoneofkaiguanis

process（shuru1,shuru2,stop）

ifshuru1='

orshuru2='

orshuru3='

thendiandongji<

---三输入中只要有一个为1，那开关就打开。

elsifstop='

---

endone;

⑥七段译码器：

仿真见图七

useieee.std_logic_arith.all;

entityxianshiis

port（shuzi:

instd_logic_vector（3downto0）;

shuchu:

outstd_logic_vector（6downto0））;

endxianshi;

architectureaofxianshiis

withshuziselect

shuchu<

1111110"

when"

"

0110000"

0001"

1101101"

1111001"

0011"

0110011"

0100"

1011011"

1011111"

0110"

1110000"

0111"

1111111"

1111011"

0000000"

whenothers;

---将四位二进制数通过七段译码器显示出来

enda;

三、仿真结果及分析

图一

这是一个四选一数据选择器，“s2s1”的“00”、“01”、“10”、“11”分别可以选择a,b,c,d四个模式，即题目中的强风、弱风、自然风、睡眠四种状态。

图二

这是一个三十进制计数器，由仿真波形可以看到，每经过一个时钟脉冲，个位加一，每经过10个时钟脉冲，十位加一，每经过30个时钟脉冲产生一个定时脉冲，同时十位和个位都归零。

图三

这是一个六十进制计数器，由仿真波形可以看到，每经过一个时钟脉冲，个位加一，每经过10个时钟脉冲，十位加一，每经过60个时钟脉冲产生一个定时脉冲，同时十位和个位都归零。

图四

图四中，室温为30度，设置的温度为25度，所以温度下降至25度后并维持在25摄氏度。

图五

图五中，室温为10度，设置的温度为25度，室温低于设置的温度，所以温度上升，并且上升到25度后维持在25度。

图六

这相当于一个三输入或门和另一个非门相与。

三个shuru中只要有一个为1，且stop为0，则开关打开为1；

三个shuru和stop都为0时显示高组态；

其余情况则显示0。

图七

BCD-七段译码显示器，将输入的四位二制数编译成七段数码管的明暗。

4、心得体会

首先，我想分享一下我做这次期末课程设计的体会与感想。

老师给了一个大致的范围，也就是家用电器的控制器的设计。

通过观察思考，我发现各种家电虽然在我们的生活中各司其职，但是它们的控制原理却是极为相似的。

基本都包括：

不同模式选择（强洗弱洗、强风弱风......）、设定工作时间、设置工作功率的大小（高低温度、大小转速......）等等。

这些不同的功能的实现恰好用到了第三章所学的各种逻辑电路，包括组合逻辑电路，如门电路、编码器、译码器、比较器、多路选择器、加法器等；

以及时序逻辑电路，如触发器、寄存器、计数器等。

对作业有了整体的了解之后，我选择了常见的智能空调作为设计题目。

我先根据要实现的不同功能选择合适的电路，再根据电路编写程序，这样按部就班，循序渐进地完成。

在设计第一个电路4路选择器的时候就遇到了麻烦。

编译的时候一直说第一行程序错误，可是我第一行程序只是“libraryieee”而已，我又仔细检查了其他程序，完全没有问题。

这让我一开始就遭遇了瓶颈。

在进行了各种程序的调适之后，我决定用同学的电脑试试，一样的程序，一样的工程名字，然后一下子就编译成功了。

可是换回我的电脑还是不行。

我想这可能就是随机差错了吧。

最后，我重新写了代码，把输入的标准逻辑矢量类型s（0to1）变成输入两个标准逻辑位类型s1和s2，在结构中再用s=s2&

s1变回矢量类型，这样才终于编译成功了。

这几乎耗费了我一半的时间，其余的模块电路的设计几乎都很顺利，出现的错误也很容易被纠正过来。

机器往往比人要更加严格，任何一个小小的错误都逃不出它的法眼，这要求我在编写程序的时候格外认真仔细，很大程度地帮我改正了粗心大意的毛病。

对于数字系统设计与硬件描述语言这门课程，我还是受益颇深的。

相比于C++等软件语言，VHDL这种硬件语言更加简洁直观。

通过对这门课程的学习，我不仅加深了对VHDL语言的了解，而且熟练了对QUARTUS.II软件的使用。

老实讲，我个人非常喜欢张老师。

进入大学以后，很少遇到像张老师这样吐字清晰、声音洪亮，讲课富有激情的老师了。

在VHDL的课上，我更容易专心致志地听讲，聚精会神地思考。

在平时的实验中，我也能切实地感受到自己的一次次进步，毕竟，实践才是检验真理的唯一标准。