电磁炉控制器

1、目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 第一章摘要3 HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 关于 EDA3 HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 关于 MUX+PLUS H3 HYPERLINK l bookmark21 o Current Document 第二章设计说明3 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 整体设计思路3 HYPERLINK l bookmark27 o C

2、urrent Document 静态数码管显示4 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 动态数码管显示7 HYPERLINK l bookmark33 o Current Document 5分钟倒计时7 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 10分钟倒计时8 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 2.3控制输入部分10 HYPERLINK l bookmark49 o Current Document 2.4蜂鸣输出13 HYPERLINK l bookm

3、ark56 o Current Document 第三章心得体会14 HYPERLINK l bookmark59 o Current Document 第四章参考文献14第一章摘要关于EDAEDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，在20世 纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助 测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言 HDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优 化、布局、布线和仿真，直至

4、对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下 载等工作。EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了 设计者的劳动强度。关于 Mus+Plus IIMus+Plus II开发系统是由美国Altera公司自行设计的CAD软件平台，是EDA的开 发系统，具有易学易用的特点。Mus+Plus II的全称是Multiple Array Matrix and Programmable Logic User System,该系统将数字电路设计集成在一个环境内，允许多种 输入设计逻辑文件，经过系统编译、综合等操作，对设计功能模拟，对数字电路的设计 实现模拟分析，延长时间分析，编译，最后将编

5、译好的电路分配到一个或多个器件中。第二章设计说明整体设计思路课程设计要求：设计一个电磁炉控制器，电磁炉有从低温到高温有5个档，其中1 表示最低温，5表示最高温，电磁炉还具有定时功能，分别定时5分钟和10分钟，定时 结束时，蜂鸣3秒，用1个静态数码管显示温度档1-5,用一个动态数码管显示定时时 间（只显示分钟），用2个拨码开关控制定时时间，用3个拨码开关控制高温、低温，用 蜂鸣器发出蜂鸣。根据以上设计要求，对应两种显示方式，应分为三大部分：静态数码管显示、动态 数码管显示和蜂鸣部分。静态数码管显示中用三个拨码开关控制，当输入BCD码A2A1 A0时数码管作出相应显示，1-5之外的状态则不显示。动

6、态数码管显示中需要两个动态 管来显示，分为两个状态：5分钟倒计时和10分钟倒计时，当倒计时到0时，输出高电 平信号，蜂鸣器接受信号蜂鸣3秒。1.静态数码管显示静态数码管需要显示5个数，原理主要是BCD码显示，二进制数一一对应，并且 要求显示1-5档，其余状态不显示，输出为七个，对应数码管七个可发光的线段，输入 为三个拨码开关，通过相应的逻辑电路来实现要求。其真值表如下:A2A1A2A1A0OAOB0000000101010110111110001101101100011100OCODOEOFOG0000010000011011100110011110110000000000根据真值表可得:OA

7、=A2 A1+A2A1 A0OB=A2A1 A0 +A2 A0+A2 A1OC=A2A1 +A2 A0OD=A2A1 A0+A2 A1OE=A2 A1A0OF=A2A11OG=A2 A1+A2A1通过上述逻辑式选取芯片连接可得出电路图:为了验证电路图是否连接正确，可已通过仿真来观察其波形图，是否与真值表 对应，其波形图如下：Start: |3Eius11* |*| End: |3.9lis| Interval: |三0。.日旧Name:Value:500.0 ns1 .Ous 1.5us 2.Ous 2.5us3.0 us 3.5us4.Ous 4.5us5.0iiiiiiiiiia21- a

8、1aLlzongH00:如如咔5日X 口口 X IF x 口口 X弟X w )t 0 X 0 X 0 i色(H N H N ； H为了实现来个脉冲就跳变一下，本实验还设计一个JK触发器，通过JK触发器实现循环05循环；以下是JK触发器的代码：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY jk_ff isPORT(j,k,clk:IN STD_LOGIC;q,qn :OUT STD_LOGIC);END jk_ff;ARCHITECTURE one OF jk_ff ISSIGNAL q_s:STD_LOGIC;BEGINPROCESS(j,k,

9、clk)BEGINIF clkEVENT AND clk=1THENIF J=0AND k=0THENq_s=q_s;ELSIF J=0AND k=1THENq_s=，0，;ELSIF J=，1，AND k=，0，THENq_s=，1，;ELSIF J=，1，AND k=，1，THENq_s=NOT q_s;END IF;END IF;END PROCESS;q=q_s;qn elk：01a2.OH 00JU2X ； 34X ； 5X 22.动态数码管显示此部分需要两个动态数码管，来显示5分钟倒计时和10分钟倒计时，主要应用的芯 片有74168和74153。74168是十进制同步可逆加减计数器

10、。74153是双四选一数据选择 器。高频信号对数码管进行刷新，而控制输入主要控制数码管七个可发光的线段，因此 需要数据选择器对输出信号进行选择。用两个拨码开关来控制电路，因此定义其中一个对5分钟倒计时和10分钟倒计时进 行选择（低电平为10分钟，高电平为5分钟），另一个控制计时的开始。2.1 5分钟倒计时显示上图是5分钟倒计时的芯片引脚连接，在选择5状态时置数信号为低电平，对计数 器进行置数，输出Q3Q2Q1Q0为0101，此时，保持端ENPN的输入信号为低电平，此 时，计数器保持端不工作，当开始计时时，置数端不工作，芯片开始计时，计时5-1过 程中Q3Q2Q1Q0中总有1输出，保持端输入低电

11、平，不工作，当计数到0时，保持端输 入信号为高电平，保持端工作，对结果进行保持，也就是Q3Q2Q1Q0 一直保持0000的 状态。10分钟倒计时显示上图为10分钟倒计时，上方为个位计数，下方为十位计数，当选择10状态时，十位计 数器置数，即Q3Q2Q1Q0为0001，保持端ENPN输入为低电平，不工作，而个位计数 器的保持端输入也为低电平，不工作，输出Q3Q2Q1Q0为0000，此时显示为10，开始 计时时，十位计数器置数端输入为高电平，不置数，开始计时，个位亦开始计时，当十 位计数到0时，Q0输出为0，则保持端工作，让输出Q3Q2Q1Q0保持为0000，而个位 计数器保持端则只有当个输出Q3

12、Q2Q1Q0和十位的Q0都为0时才有效，也就是计数结 束时保持显示00。其仿真图如下：Ref: |iDEns1Name:，|令|，| Time: l.12s Interval:.12s|0.0 ns 600.0ms1.0s1.5s2.0s2.5s3.0s3.5s4.0s4.5s5.0s5.5s6.0s6.5s7.0s7.J Idn0 elkW 13H 0II II II II II口 %iIo土 9 ZC 白 _L * ZC G ZC 5 _J_ 4 _J2.3控制输入部分在1Hz的时钟信号后加一个60进制计数器，从而进行分频，得到的脉冲就是1分 钟。分频计代码library ieee;use

13、 ieee.std_logic_1164.all;entity fen isport(clk:in std_logic;clk1:out std_logic);end fen;architecture fen_arc of fen isbeginprocess(clk)variable cnt:integer range 0 to 99;beginif clkevent and clk=1thenif cnt=59 thencnt:=0;clk1=1;elsecnt:=cnt+1;clk1=0;end if;end if;end process;end fen_arc;运行无误后生成元器件如下

14、:当拨码开关5/10为低电平时，选择10状态，此时可为十位计数器提供质数信号， 而且还可以通过与门屏蔽掉5状态的时钟信号，让5状态的计数器不工作。而此时拨码 开关start输出低电平，10状态的十位和个位计数器都没有时钟信号，显示为10。而开 关start输出高电平时，计数器开始工作。若开关5/10为高电平时，则选择5状态，此时 可屏蔽10状态中十位和个位计数器的时钟信号，当开关start输出高电平时，计数器开 始工作。计数器的置数端真值表5/10startclockL5状态LDN10状态十位LDN00010001110101001110100011011111001111015状态时钟端真值

15、表5/10startclockL5状态CLK10状态CLK00000001000100001101100001011011000111105状态显示和10状态的个位显示要在同一个数码管上，则需要两片数据选择器，通 过输入端A来控制输出的数，开关5/10若为低电平，则A为1，数据选择器选择C1输 出，即选择5状态输出，反之，则选择10状态输出。显示10状态时，要通过地址端对数码管的十位和个位进行刷新显示，也要通过两片 数据选择器来进行选择。若开关5/10输出为低电平时，地址端根据高频信号clockH变 化，对数码管进行刷新，相应的，数据选择器亦根据clockH对10状态的个位和十位进 行选择输出

16、，因为高频信号变化的很快，由于人眼的视觉停留，无法看到其刷新变化。十分钟仿真图如下:Ref: O.Uns598.Dusbyizl.biJSqJ clocklclockhrr startspeaker五分钟仿真如下:Start: lu.UnsInterval: | ID.iDnmName:5/10start1 clockl1 clockhRef: O.Uns598.Dusbyizl.biJSqJ clocklclockhrr startspeaker五分钟仿真如下:Start: lu.UnsInterval: | ID.iDnmName:5/10start1 clockl1 clockhspea

17、ker kk:Ref: |mCI&ClusJEE Time: |3D8D1us| Interval: |lQ.0nsJam-5/10startclockl1 clockh speaker kk2.4蜂鸣输出当倒计时计时到0时，即当第一次数据选择的结果和10状态十位计数器的TCN输 出同时为0时开始蜂鸣，应用5输入或非门，当上述条件全为0时才输出高电平。蜂鸣部分要蜂鸣3秒，即在蜂鸣器前加一个十进制计数器，当计数到3时，蜂鸣停止，如图:仿真图如下:EDA课程设计-电磁炉控制器沈阳理工大学 TOC o 1-5 h z Ref: m.OnsTime: R376s| Inten/al: |3.376sIO.OnsName，Value 500.0ms1 Os 1,5s2.0s2.5s3.0s3.5s4.0s4.5s5.0s5.5s6.0s6.5s222pi 2piIIIIIIIIIIIIII I I I I I j I I I I I A ab0 |speaker0| 第三章心得体会通过这次课程设计加强了我们的动手能力，在整个过程中我们经常会遇到这样那样 的情况，就是心里想的接法可以行的通，但实际接上电路总是实现不了，因此耗费了很 多时间。尽管这样很耗费时间但是经过我们坚持不懈的努力最后还