洗衣机控制电路开题报告.doc

毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名： 学 号： 系 别：信息与通信工程系专 业：电子信息工程设计(论文)题目：基于fpga的洗衣机控制电路实现指导教师: 2011 年 3 月 8 日 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述1.1 本课题研究的目的和意义洗衣机是利用电能产生机械作用来洗涤衣物的清洁电器。按其额定洗涤容量分为家用和集体用两类。中国规定洗涤容量在6kg以下的属于家用洗衣机：家用洗衣机主要由箱体、洗涤脱水桶（有的洗涤和脱水桶分开）、传动和控制系统等组成，有的还装有加热装置。洗衣机一般专指使用水作为主要的清洗液体，有别于使用特制清洁溶液，及通常由专人负责的干洗。随着电子技术的迅猛发展，各种家用电器越来越趋向于全电脑管理，比如洗衣机、电冰箱等。传统的全自动洗衣机有两种：一种是机械控制式，一种是程序控制式。利用fpga来控制模拟电机电路能够大大降低系统成本和功耗。fpga不但节省能源，而且还具有嵌入式数字信号处理(dsp)模块、微控制器和i0接口等功能，完全可以实现家电设计。fpga是英文field programmable gate array的缩写，即现场可编程门阵列，它是在pal、gal、epld等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（asic）领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。在这十几年的发展过程中，以fpga为代表的数字系统现场集成技术取得了惊人的发展：现场可编程逻辑器件从最初的1200个可利用门，发展到90年代的25万个可利用门，乃至当新世纪来临之即，国际上现场可编程逻辑器件的著名厂商altera公司、xilinx公司又陆续推出了数百万门的单片fpga芯片，将现场可编程器件的集成度提高到一个新的水平。fpga的基本特点主要有：（1）采用fpga设计asic电路,用户不需要投片生产,就能得到合用的芯片。 （2）fpga可做其它全定制或半定制asic电路的中试样片。（3）fpga内部有丰富的触发器和io引脚。 （4）fpga是asic电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。 （5）fpga采用高速chmos工艺,功耗低,可以与cmos、ttl电平兼容。可以说,fpga芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。可编程逻辑器件自20世纪70年代以来，经历了pla、pal、gal、cpld/fpga几个发展阶段，其中cpld/fpga属高密度可编程逻辑器件，fpga产品在逻辑密度、性能和功能上有了极大的提高，同时器件成本也大幅度下降，可编程逻辑技术已经能与asic（专用集成电路）和assp（专用标准产品）争夺市场，并逐渐呈现出取代asic和assp的趋势。商用fpga主流产品有xilinx公司spartan-iie；virtex-ii；virtex-ii pro和altera公司的stratix；cyclone产品。从以上对fpga的介绍我们可以看出fpga具有很多的优势，它会在更多的领域中发展，fpga技术发展正朝着以下几个方向发展：1、向高密度、高速度、宽频带方向发展2、向低成本、低价格的方向发展3、向低电压、低功耗和绿色化方向发展4、结构化asic5、可编程片上系统sopc6、动态可重配置drfpga7、单片群集器cod1.2本课题国内外的研究现状自从1984年美国xilinx公司率先发明fpga(用户现场可编程门阵列)的概念以来,fpga技术随着亚微米cmos集成电路制作技术的成熟不断深层次发展。随着核心器件的集成度不断增大,器件价格不断下降,fpga以其现场设计、现场修改、现场验证、现场实现的可达数万门级的数字系统单片化的应用优势,逐渐受到各国电子系统应用领域的设计工程师广泛的关注和欢迎。随着科技的发展,电子电路的设计正逐渐摆脱传统的设计模式,而采用fpga 来设计电子电路正成为设计的趋势。这是因为采用fpga 设计电子电路不仅开发时间短,资金投入相对少,且可将电路板级产品集成为芯片级产品。纵观可编程逻辑器件的发展史,fpga 在结构原理、集成规模、下载方式、逻辑设计手段等方面的每一次进步都为现代电子设计技术的革命与发展提供了不可或缺的强大动力。在数字处理中,滤波占有重要的地位。数字滤波在语音和图像处理、hdtv、模式识别、谱分析等应用中经常用到。与模拟滤波相比,数字滤波具有很突出的优点。当今社会是数字化的社会，是数字集成电路广泛应用的社会。数字集成电路本身在不断地进行更新换代。它由早期的电子管、晶体管、小中规模集成电路、发展到超大规模集成电路(vlsic，几万门以上)以及许多具有特定功能的专用集成电路。但是，随着微电子技术的发展，设计与制造集成电路的任务已不完全由半导体厂商来独立承担。系统设计师们更愿意自己设计专用集成电路(asic)芯片，而且希望asic的设计周期尽可能短，最好是在实验室里就能设计出合适的asic芯片，并且立即投入实际应用之中，因而出现了现场可编程逻辑器件(fpld)，其中应用最广泛的当属现场可编程门阵列(fpga)和复杂可编程逻辑器件(cpld)。纵观现场可编程逻辑器件的发展历史，其之所以具有巨大的市场吸引力，根本在于：fpga不仅可以解决电子系统小型化、低功耗、高可靠性等问题，而且其开发周期短、开发软件投入少、芯片价格不断降低，促使fpga越来越多地取代了asic的市场，特别是对小批量、多品种的产品需求，使fpga成为首选。目前，fpga的主要发展动向是：随着大规模现场可编程逻辑器件的发展，系统设计进入“片上可编程系统”（sopc）的新纪元；芯片朝着高密度、低压、低功耗方向挺进；国际各大公司都在积极扩充其ip库，以优化的资源更好的满足用户的需求，扩大市场；特别是引人注目的所谓fpga动态可重构技术的开拓，将推动数字系统设计观念的巨大转变。1 曾繁泰,侯亚宁.可编程器件应用导论m.北京:清华大学出版社, 2001,1-44.2 潘松,黄继业.eda技术实用教程(第二版) m.北京:科学出版社,2005, 1-14.3 潘松,王国栋.基eda技术的cpld /fpga应用前景j.电子与自动化,1999(3):3-6.4 唐颖.eda技术与单片机系统j.现代电子技术, 2001( 3):31-32.5褚振勇、翁木云. fpga设计与应用m. 西安电子科技大学出版社.2002（7）35496 徐志军,徐光辉.cpldfpga的开发和应用m.北京:电子工业出版社,20027 黄智伟. fpga系统设计与实践m. 电子工业出版社.2005（1）33-358 赵限光、郭万有、杨颂华. 可编程逻辑器件原理、开发与应用m. 西安电子科技大学出版社. 2000. 117-1199 许光辉. 基于fpga的嵌入式开发与应用. 北京：电子工业出版社, 200610 徐志军. cpld/fpga的开发与应用. 北京：电子工业出版社 11 armstrong j.r,gray f.g. vhdl design representation and synthesis. prentice hall，200812 sukowski r w，budnick e k，schemel c f. estimates of the operational reliability of fire protectionsystems m . asia electronics industry. 199913 goldberg d e. genetic algorithms in search ,optimization and machine learning m .asia electronics industry. 1996.14 o sbome b g，feam t. near infrared spect ro scopy in food a nalysis. newyork: joshj. 2005,7(6):3141毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：一本课题研究和解决的问题：1强洗、标准、轻柔三种洗涤模式2三种洗涤定时3上电复位后的初始设定4启/停控制5洗涤定时精度二本课题拟采用的研究手段：控制器由四大部分组成：主分频器、主控制器、洗涤定时器和水流控制器。洗衣机洗涤控制电路的结构框图主分频器主分频器用来产生0.1秒的时钟供主控制器使用。本方案de2板自带时钟 ，其振荡频率为50mhz。这样，主分频器的分频系数为5m。现采用3个分频器构成主分频器的分频电路。3个分频器是1k分频器、1k分频器和5分频器。主分频器的结构如下图所示。 主分频器的结构三. 研究方案及进度安排，预期达到的目的（1）2011年3月1日2011年3月31日：查阅资料、学习