智能熱水器設(shè)計(jì)


rreybrya
目  錄
摘  要 V
ABSTRACT VI
緒論 1
1 主要器件和編程語言簡介 2
1.1本設(shè)計(jì)所用到的主要元器件 2
1.2器件簡介 2
1.2.1 FPGA簡介 2
1.2.2 單片機(jī)簡介 3
1.2.3 DS1302簡介 3
1.2.4 DS18B20簡介 5
1.3 編程語言簡介 6
1.3.1 VHDL簡介 6
1.3.2 C51語言簡介 6
2 系統(tǒng)方案選擇和論證 8
2.1設(shè)計(jì)要求 8
2.2各模塊方案論證和選擇 8
2.2.1控制器模塊方案的論證和選擇 8
2.2.2 水位控制模塊方案的論證和選 9
2.2.3 水溫控制模塊方案的論證和選擇 9
2.2.4 定時(shí)開關(guān)控制模塊方案的論證和選擇 10
2.2.5 時(shí)鐘模塊方案的論證和選擇 10
2.2.6 鍵盤模塊方案的論證和選擇 11
2.2.7 顯示模塊方案的論證和選擇 11
2.3硬件系統(tǒng)框圖和總體軟件系統(tǒng)流程圖 11
2.4硬系統(tǒng)總體電路圖 14
2.4.1 FPGA模塊電路圖 14
2.4.2單片機(jī)控制模塊電路圖 15
3 .硬件電路組裝調(diào)試 17
3.1各模塊的硬件組裝 17
3.1.1 FPGA模塊 17
3.1.2 單片機(jī)模塊 18
3.2組裝和改進(jìn)系統(tǒng)硬件電路 19
3.3各硬件電路調(diào)試方法 20
3.3.1 FPGA調(diào)試方法 20
3.3.2 繼電器電路的調(diào)試方法 21
4 .軟件調(diào)試及仿真 22
4.1各模塊的軟件調(diào)試、仿真和實(shí)物測試 22
4.1.1 FPGA軟件調(diào)試、仿真和實(shí)物測試 22
4.1.2 DS1302軟件調(diào)試、仿真和實(shí)物測試 23
4.1.3 DS18B20軟件調(diào)試、仿真和實(shí)物測試 23
4.2整個(gè)系統(tǒng)軟件調(diào)試、仿真和實(shí)物測試 24
4.2.1主程序的調(diào)試、仿真和實(shí)物測試 24
4.2.2水位調(diào)節(jié)子程序的調(diào)試、仿真和實(shí)物測試 26
4.2.3水溫調(diào)節(jié)子程序的調(diào)試、仿真和實(shí)物測試 26
4.2.4定時(shí)開關(guān)子程序的調(diào)試、仿真和實(shí)物測試 28
4.2.5校時(shí)程序仿真 29
4.2.6按鍵功能提示界面的程序仿真 30
4.2.7沒有實(shí)現(xiàn)的第二定時(shí)功能提示界面的程序仿真 30
5 .總體設(shè)計(jì)電路的優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)及改進(jìn)意見和展望 31
5.1優(yōu)點(diǎn) 31
5.2缺點(diǎn) 31
5.3改進(jìn)意見和展望 31
結(jié)  論 32
參考文獻(xiàn) 33
附錄A：VHDL語言源程序 34
附錄B： C51語言程序主程序名及頭文件名 35
致  謝 36

摘  要
智能化的熱水器一般的用單片機(jī)作為控制器，能實(shí)現(xiàn)恒溫和水位的自動調(diào)節(jié)的功能，本設(shè)計(jì)是以FPGA和單片共同作為控制器件設(shè)的智能化熱水器，在減少了一些外圍器件的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了恒溫和水位的自動調(diào)節(jié)控制，還能實(shí)施時(shí)間監(jiān)控，根據(jù)不同的月份，不同的日期，不同的時(shí)間而自動開啟和關(guān)斷熱水器的電源，從而使得熱水使用更加方便，設(shè)定后不需要人的干預(yù)，同時(shí)能節(jié)約電能。本設(shè)計(jì)編程語言使用VHDL 語言和C51，運(yùn)行環(huán)境分別是MAX+plus II 10.0和Keil uVision3，用Proteus 7 Professional畫系統(tǒng)的電路圖并進(jìn)行仿真調(diào)試，F(xiàn)PGA芯片使用Altera公司的EPF10K10TC144-4，單片機(jī)使用STC89C52RC.

關(guān)鍵詞： 智能、熱水器 、FPGA 、EDA 、VHDL、單片機(jī)89C51、 C51、恒溫控制、液位控制、時(shí)鐘控制、鍵盤控制、液晶顯示

Abstract

Water heaters are generally use MCU as the controller.This kind of water heaters could achieve to constant temperature and water level automaticlly, The design of intelligent water heater is based on FPGA and MCU control, reducing the number of peripheral devices while achieving the automatic adjustment of temperature and water level control, and also monitor the implementation of the time, according to a different month, different days, different times and automatic turned on and off the power of the intelligent water heater, making the use of water hearter more convenient, Settings without human intervention, saving energy at the same time.
The design of programming language uses VHDL language and C51, operating environment are MAX + plus II 10.0 and Keil uVision3, with Proteus 7 Professional painting system and the simulation circuit debug, FPGA chip use Altera's EPF10K10TC144-4, microcontroller use STC89C52RC.

Key words: Smart, water heaters, FPGA, EDA, VHDL, MCU 89C51, C51, temperature control, water level control, clock control, keyboard control, liquid crystal display