FPGA_ASIC-基于FPGA的微波辐射计数控系统设计与实现
基于FPGA的小型化微波发射系统设计
第44卷第1期电子器件Vol.44No.1Feb.2021 2021年2月Chinese Journal of ElccLmn DevicesDesign of Miniaturization Microwave Transmission System Based on FPGA* YANG Kai',SHEN Xuejing2ZHANG Huixin1*LIANG Yonggang3('.National Key Laboratory for Electronic Measurement Technology,North University of China,Taiyuan Shanxi030051,China；2.Capital Aerospace Machinery Co.,Ltd.,Bei/ing100076,China；3.The Unit68216of the People's Liberation Army of China,Bei/ing100076,China)Abstract:According Lo the test requirements of working parameters of small aircrafL during flight,a miniaLurized broadband zero-IF wireless transmitting system based on FPGA is designed.The system takes the FPGA as the main control unit,receives the parameters of the sensor on the air vehicle,and completes the output of the RF signal of the required frequency band through QPSK modulation and a reasonable up-conversion module.After testing,the transmitter output modulation signal frequency up to4000MHz,power up to10dBm,the various parameters meet the design requirements,enabling high-speed data transmission.Key words:FPGA；miniaturization；QPSK；Zero-IF；microwave;transmitterEEACC：1350doi:10・3969/j・issn.1005-9490・2021・01・006基于FPGA的小型化微波发射系统设计杨凯打沈学静2,张会新"，梁永刚3（1.中北大学电子测试技术重点实验室，山西太原030051；2.首都航天机械有限公司，北京100076；3.中国人民解放军68216部队，北京100076）摘要：针对小型飞行器在飞行过程中工作状态参数的测试需求，设计了一种基于FPGA的小型化宽带零中频微波发射系统。
基于某FPGA技术地微波炉控制器
**大学**学院现代电子系统设计**系（院）**专业题目：基于FPGA技术的微波炉控制器学生姓名：班级：学号：指导教师：完成日期：年月摘要本文介绍了应用FPGA芯片和硬件描述语言（VHDL）设计微波炉控制器系统的方法。
系统使用VHDL编程实现各底层模块的功能，顶层的设计采用图形输入完成。
本文主要阐述模块化设计的思想和状态图的描述方法，以及它们在硬件描述语言中的应用，并展示了其在QuartusⅡ开发系统下的仿真结果和烧写到EPM570T100C5后的现象。
主要有以下几个模块：状态控制器KZQ、数据装载器ZZQ、烹调计时器JSQ、显示译码器YMQ47以及分频器和动态显示电路。
该控制器具有系统复位、状态控制、时间设定、烹饪计时、动态显示译码等功能。
关键字：FPGA;VHDL;微波炉；控制器；状态图；定时器目录1.绪论 (1)1.1任务的提出 (1)1.2设计的基本要求 (1)1.3设计的目的和意义 (1)2.系统总体设计 (2)2.1系统总体方案设计 (2)2.2系统功能模块描述（具体的电路图和VHDL设计文件将在附件中给出）23.系统详细设计 (2)3.1 状态控制器KZQ的设计 (2)3.2 数据装载器ZZQ的设计 (5)3.3 烹调计时器JSQ的设计 (5)3.4 显示译码器YMQ47的设计 (5)4系统仿真 (6)4.1状态转换控制器KZQ仿真图 (6)4.2数据装载器ZZQ仿真图 (6)4.3计时器JSQ仿真 (7)4.4显示译码器YMQ47仿真图 (8)5.设计总结 (8)6.参考文献 (8)7.附件 (9)7.1整体的原理图 (9)7.2各个基本模块的VHDL语言 (9)7．2.1分频器 (9)7.2.2控制器KZQ (10)7.2.3装载器ZZQ (11)7.2.4计时器JSQ，和其中需用到的DCNT6和DCNT10 (12)7.2.5译码器YMQ47 (15)7.2.6动态显示电路需要用到的DCNT4和decoder (15)1.绪论随着人民生活水平的提高，微波炉开始进入越来越多的家庭，它给人们的生活带来了极大的方便。
基于FPGA的数字频率计的设计与实现
基于FPGA的频率计的设计和实现金鹏湖北理工学院湖北省黄石市 435000摘要频率计是一种重要的电子测量仪器，本文主要针对使用FPGA（Field Programmable Gate Array）制作一个简单的频率计。
以FPGA（Field Programmable Gate Array）为核心，基于Verilog HDL语言来设计与实现数字频率计。
该频率计具有体积小，性能稳定的特点。
使用FPGA可以顺利设计和实现数字频率计。
关键词：FPGA，频率计，Verilog HDLDesign and implementation of FPGA based on the frequency meterJin pengHubei institute of technology Huangshi city of hubei provinceAbstractFrequency meter is an important electronic measuring instruments, and this article is focused on using FPGA (Field Programmable Gate Array) produced a simple frequency meter. FPGA (Field Programmable Gate Array), design and realization of the digital frequency meter based on Verilog HDL language. The frequency meter has a small size, stable performance characteristics. FPGA can successfully design and implement digital frequency meter.Key words: FPGA, frequency meter, Verilog HDL1总体方案1.1引言频率计又称为频率计数器，频率计最基本的工作原理为：当被测信号在特定时间段T内的周期个数为N时，则被测信号的频率f=N/T。
基于FPGA的微波炉定时系统设计
基于FPGA的微波炉定时系统设计作者：梁丽来源：《中国教育技术装备》2016年第20期摘要介绍基于FPGA的微波炉定时系统的设计思想、开发过程和仿真结果。
用EDA技术设计电子系统，具有设计效率高、修改快捷、易于升级和性能稳定等一系列优点。
关键字 FPGA；EDA技术；微波炉；定时系统中图分类号：G642 文献标识码：B文章编号：1671-489X（2016）20-0047-031 前言以EDA工具为开发环境，以硬件描述语言VHDL为编程语言，以可编程逻辑器件FPGA 为设计载体，采用EDA技术自顶向下的电子系统设计，改进传统的电子系统设计观念。
这种方法从系统级设计入手，在顶层、方框图级、功能级、门级等分别进行系统描述、功能设计、逻辑设计、电路设计等，由于设计的主要仿真和调试过程是在高层次上完成的，极大地提高了电子系统的设计效率、可靠性和灵活性。
下面以微波炉定时系统的设计为例，介绍在MAX+PLUSⅡ软件环境下进行设计、测试，基于FPGA芯片进行硬件实现的设计过程。
2 设计要求设计一种基于FPGA的微波炉定时系统。
要求：系统通电后处于复位状态。
首先，系统读入烹调时间，并显示在数码管上；然后按START键，系统进入烹调状态，剩余烹调时间在数码管上实时刷新；烹调结束后，数码管显示烹调结束信息，系统回到复位状态。
在烹调过程中，按PAUSE键或RESET键，可使系统暂停工作或使系统回到复位状态；在复位状态下，按TEST键可测试数码管工作是否正常[1]。
3 总体设计方案从系统设计要求出发，自顶向下地将设计细化，使功能具体化、模块化。
微波炉定时系统由状态控制器、数据装载器、烹调计时器和动态显示电路等模块构成。
将各模块连接起来，用图形输入法形成顶层模块，微波炉定时系统顶层模块连接如图1所示。
4 设计实现首先进行系统设计，划分各个功能模块，然后借助于EDA工具进行具体的模块设计。
采用VHDL语言对各模块进行编程，在MAX+PLUSⅡ环境下对各程序进行编译和仿真验证，创建各模块的器件符号，待建立整体系统顶层文件时调用。
基于FPGA的微波炉定时系统设计
技术在线・－ ４７ －2016年10月下 第20期（总第398期）10.3969/j.issn.1671-489X.2016.20.047基于ＦＰＧＡ的微波炉定时系统设计◆梁丽摘 要 介绍基于FPGA 的微波炉定时系统的设计思想、开发过程和仿真结果。
用EDA 技术设计电子系统，具有设计效率高、修改快捷、易于升级和性能稳定等一系列优点。
关键字 FPGA；EDA 技术；微波炉；定时系统中图分类号：G642 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2016)20-0047-03１ 前言以EDA 工具为开发环境，以硬件描述语言VHDL 为编程语言，以可编程逻辑器件FPGA 为设计载体，采用EDA 技术自顶向下的电子系统设计，改进传统的电子系统设计观念。
这种方法从系统级设计入手，在顶层、方框图级、功能级、门级等分别进行系统描述、功能设计、逻辑设计、电路设计等，由于设计的主要仿真和调试过程是在高层次上完成的，极大地提高了电子系统的设计效率、可靠性和灵活性。
下面以微波炉定时系统的设计为例，介绍在MAX+PLUS Ⅱ软件环境下进行设计、测试，基于FPGA 芯片进行硬件实现的设计过程。
２ 设计要求设计一种基于FPGA 的微波炉定时系统。
要求：系统通电后处于复位状态。
首先，系统读入烹调时间，并显示在数码管上；然后按START 键，系统进入烹调状态，剩余烹调时间在数码管上实时刷新；烹调结束后，数码管显示烹调结束信息，系统回到复位状态。
在烹调过程中，按PAUSE 键或RESET 键，可使系统暂停工作或使系统回到复位状态；在复位状态下，按TEST 键可测试数码管工作是否正常[1]。
３ 总体设计方案从系统设计要求出发，自顶向下地将设计细化，使功能具体化、模块化。
微波炉定时系统由状态控制器、数据装载器、烹调计时器和动态显示电路等模块构成。
将各模块连接起来，用图形输入法形成顶层模块，微波炉定时系统顶层模块连接如图1所示。
毕业设计论文_基于FPGA_的微波炉控制器设计
目 录
1. 绪论................................................................................................................................. 1 1.1. 任务的提出.......................................................................................................... 1 1.2. 课题的内容和要求.............................................................................................. 1 1.3. 设计的目的和意义.............................................................................................. 2 2. 关键技术简介................................................................................................................. 3 2.1. FPGA 简介........................................................................................................... 3 2.2. VHDL 语言概述.................................................................................................. 3 2.3. Quartus II 开发系统简介.................................................................................... 5 3. 系统总体设计................................................................................................................. 7 3.1. 系统总体设计方案.............................................................................................. 7 3.2. 系统功能模块描述.............................................................................................. 9 3.2.1. 输入模块..................................................................................................10 3.2.2. 控制模块..................................................................................................10 3.2.3. 显示模块.................................................................................................. 11 3.3. 系统的工作流程................................................................................................ 11 4. 系统详细设计............................................................................................................... 13 4.1. 输入模块设计.................................................................................................... 13 4.1.1. 键盘扫描..................................................................................................13 4.1.2. 键盘译码..................................................................................................16 4.1.3. 输入模块的实现......................................................................................17 4.2. 控制模块设计.................................................................................................... 18 4.2.1. 状态转换控制..........................................................................................19 4.2.2. 数据装载..................................................................................................22 4.2.3. 烹饪计时..................................................................................................23 4.2.4. 温度控制..................................................................................................26 4.2.5. 控制模块的实现......................................................................................29 4.3. 显示模块设计.................................................................................................... 31 5. 系统仿真....................................................................................................................... 35 5.1. 输入模块仿真.................................................................................................... 35
基于FPGA技术的微波炉控制器
**大学**学院现代电子系统设计**系（院）**专业题目：基于FPGA技术的微波炉控制器学生姓名：班级：学号：指导教师：完成日期：年月摘要本文介绍了应用FPGA芯片和硬件描述语言（VHDL）设计微波炉控制器系统的方法。
系统使用VHDL编程实现各底层模块的功能，顶层的设计采用图形输入完成。
本文主要阐述模块化设计的思想和状态图的描述方法，以及它们在硬件描述语言中的应用，并展示了其在QuartusⅡ开发系统下的仿真结果和烧写到EPM570T100C5后的现象。
主要有以下几个模块：状态控制器KZQ、数据装载器ZZQ、烹调计时器JSQ、显示译码器YMQ47以及分频器和动态显示电路。
该控制器具有系统复位、状态控制、时间设定、烹饪计时、动态显示译码等功能。
关键字：FPGA;VHDL;微波炉；控制器；状态图；定时器目录1.绪论 (1)任务的提出 (1)设计的基本要求 (1)设计的目的和意义 (1)2.系统总体设计 (2)系统总体方案设计 (2)系统功能模块描述（具体的电路图和VHDL设计文件将在附件中给出）. 2 3.系统详细设计 (2)状态控制器KZQ的设计 (2)数据装载器ZZQ的设计 (5)烹调计时器JSQ的设计 (5)显示译码器YMQ47的设计 (5)4系统仿真 (6)状态转换控制器KZQ仿真图 (6)数据装载器ZZQ仿真图 (6)计时器JSQ仿真 (7)显示译码器YMQ47仿真图 (8)5.设计总结 (8)6.参考文献 (8)7.附件 (9)整体的原理图 (9)各个基本模块的VHDL语言 (9)7．分频器 (9)控制器KZQ (10)装载器ZZQ (11)计时器JSQ，和其中需用到的DCNT6和DCNT10 (12)译码器YMQ47 (15)动态显示电路需要用到的DCNT4和decoder (15)1.绪论随着人民生活水平的提高，微波炉开始进入越来越多的家庭，它给人们的生活带来了极大的方便。
它省事、省电、方便和卫生。
FPGA至ASIC的抗辐射应用转换
封装兼容性
• Actel RH1020/1280
– 84-pin & 172-pin CQFP
• Actel RTSX-S/SU
– 208-pin & 256-pin CQFP
• Actel RTAX-S/SL
– 256-pin，325-pin CQFP，& 624-pin CGA
• 所有电源和接地引脚匹配FPGA的封装任务 • Aeroflex公司的封装包使用4个电源引脚和2个接 地引脚，提高了信号完整性 • 在大多数封装中都提供贴片电容焊盘
– 示例A：4个设计结合成一个顶级和板级模块 一个芯片，四个模块选择 – 示例B：4个独立的设计分别放置在一个包装 一次掩膜的花费能够完成四个设计
• 所有数据库和工具包的支持，能综合出更适当的 技术 • 充分的设计分析能够更有效的进行FPGA至ASIC 的转换 • 专门的设计支持和项目管理团队
13
总结
– 与技术无关的方法是把FPGA的相似性能作为 目标 – 用最有效的方法来维持原有的功能和性能 – 嵌入串行扫描链来检验可制造性（老化，此功 能有助于预测最终产品的可靠性 ） – 利用现有的用户检测，加上正式的认证程序， 可确保转换的完整性
8
FPGA至ASIC转换流程
• 从原理图设计转换成门级
– 当行为/RTL代码不可用时采用 – 一对一门级转换在原始的FPGA门和ASIC门之 间完成 – 正式的验证作为主要的转换完整性检查 – 插入串行扫描链以检验可制造性
– ON Semiconductor, TSMC, Dongbu, MagnaChip, IBM, 国家半导体公司 – 0.6u, 0.25u, 180nm, 130nm, 90nm
基于FPGA的微波辐射计监控系统设计概述
TECHNOLOGY AND INFORMATION信息化技术应用科学与信息化2019年8月下 41基于FPGA的微波辐射计监控系统设计概述王学仁安徽四创电子股份有限公司 安徽 合肥 230088摘 要 微波辐射计监控系统的特点是集成度高，所监控的外设对象较多，且监控事件具有并发性，同时还负责测量数据的采集和上传。
针对以上特点，本文设计的一种基于FPGA的监控系统，不仅能同时监视多个外设，并行地处理多个外设信息，而且实时性好，可靠性高，能很好地满足系统的要求。
关键词 微波辐射计；监控系统；FPGA1 前言微波辐射计是一种被动式无源微波遥感探测设备，能实时且连续的探测大气边界层和对流层的温度、湿度及液态水的廓线和总量等信息，适用于多地域、全天候、全天时的观测。
微波辐射计主要由天馈子系统、接收子系统、伺服子系统、定标子系统和监控子系统组成，另外其外部还集成了GPS 、气象站、云底仪和除霜风机等设备。
微波辐射计对各种探测数据的获得都是通过监控系统从各个子系统和外部设备采集得到的，监控系统采集各个子系统和外设的数据后，通过网络发送给终端计算机处理，而终端计算机发来的控制命令等信息也是由监控系统接收后再分配到各个子系统及外设执行。
可见，监控系统在终端计算机与现场设备之间起着非常关键的作用。
2 电路设计该监控系统采用FPGA 作为核心器件设计，其硬件电路设计共包括4个部分，分别为FPGA 配置及外围相关电路、电平转换电路、串口通信电路和网络通信电路。
FPGA 配置及外围相关电路模块中，FPGA 采用ALTERA 公司的EP1C12系列，其包含12K 的LE ，36864字节的RAM 和2个PLL ，内核电压为1.5V ，IO 口电压为3.3V 。
配置电路中包括JTAG 接口和AS 接口，主要用于FPGA 软件程序的调试和程序的加载。
外围相关电路包括电源转换电路、FPGA 的复位电路、时钟电路和温度监视电路。
基于FPGA和单片机实现的微波脉冲功率计
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｉｒ ｗａ ｅ ｐ ｗｅ ｅｅ ａ ｅ ｎ Ｍ ＣＵ ｎｄ ＦＰＧＡ ｓｇ ｆａ ｍ ｃ ｏ ｖ ｏ ｒ ｍ ｔｒ ｂ ｓ ｄ ｏ ａ
０ 引
言
１ 脉 冲功 率计的系统结构 和基本原理
发射机信号通过发射速调管经耦合器输出 ２ 路待测信号 ， 即发射功率信号和反射功率信号 ， 这 ２ 路信号经过具有选择功能的射频开关和线性检 波器输 出相应 的模 拟信号作 为功率计 的输 入信 号； 输入信号经放大、 ／ Ａ Ｄ采样后存入 ＦＦ ＩＯ存储 器 ， Ｕ读取 ＦＦ ＭＣ Ｉ Ｏ中的放大信号并处理得到有 效的检测信号 ， 然后通过 Ｒ ２２串口交计算机终 Ｓ３ 端处理 。脉冲峰值功率计系统框图， 如图 １ 所示 。
维普资讯
第３ 卷 第 ６ １ 期
２ ０ 年 ６月 ０８
合 肥 工 业 大 学 学报 （ 自然科 学版）
Ｊ ＯＵ ＲＮＡＬ ＯＦ ＨＥＦ ＥＩＵＮＩ ＶＥＲＳ ＴＹ Ｉ ＯＦ ＴＥＣＨ ＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏ ． １ Ｎｏ ６ １３ ．
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基 于 Ｆ ＧＡ 和单 片机 实现 的微 波脉 冲功率计 Ｐ
窦 建 华 耿 ，
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， 安徽 合肥
２００ ； ． ３ ０ ９ ２ 安徽 四创 电子股份有 限公 司， 安徽 合肥
摘
要 ： 据微 波脉冲功率计对测量精度等 指标 的要 求 ， 根 此设计采用 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ技术 控制 时序 和单片机 处理高速
基于单片机的微波辐射计数控单元设计与实现
基于单片机的微波辐射计数控单元设计与实现微波辐射计是用微波举行遥感，从而对地物举行探测的微波接收机，在探测大气、海洋、植被和土壤等方面有广泛应用，而数据处理与控制单元作为微波辐射计的重要组成部分，担当了全部的驱动及控制功能，对时序及精度要求非常严格。
因为系统对牢靠性要求较高，故采纳作为220 GHz微波辐射计数控单元的核心，通过精确的时序控制，实现了数据采集、天线控制、状态提取、串口通信等功能。
同时，该数控单元具有功耗低，采样精度高，接口简便等特点。
1 系统结构微波辐射计结构框图1所示，由检波器输出的模拟信号通过数控单元实现数据采集及传输、显示与数据处理等功能，并对系统时序、上下电等举行控制，在辐射计的设计中处于重要位置。
1．1 数控单元硬件结构系统由单片机、高速A／D转换器、程序存储器ROM、高速静态RAM、读写控制、通信电路等部分组成，2所示。
通过锁存器实现地址和数据总线的复用，同时，RAM的读写由读写控制电路来实现。
数控单元采纳公司的AT89C作为控制器，具有4 KB闪存ROM，128 B RAM，支持电擦除1 000次，挑选工作频率为11．059 6 MHz。
同时采纳AT28C256扩展程序存储器ROM为256 KB，71256扩展数据存储器RAM 为256 KB，通过锁存器54HC573举行分时复用。
数据采集部分采纳AD公司的16位并行模数转换器AD976A，采样速率可达200 KSPS。
该高速A／D采纳电荷重分布技术举行逐次靠近型模／数转换，因而不必外加采样保持器。
输入范围为-10～+10V，辨别率高，可做到16位不失码，满足微波辐射计数控精度要求。
AT89C51串行口输出为TTL电平。
为使其与PC机标准RS 232串口通信，系统选用MAX232电平转换芯片。
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基于FPGA的微波辐射计数控系统设计与实现
基于FPGA的微波辐射计数控系统设计与实现
微波辐射计是一种被动式的微波遥感器，用于全天时、全天候地观测全球大气温度和湿度、降雨量等空间气象资料，在全球性水文循环探测、地质与资源调查、海洋环境与海况检测、灾害性天气预报与检测等研究中发挥了重要作用。
由于微波辐射计是一种被动式的遥感器，其灵敏度要求很高，同时，由于当今遥感仪器的设计越来越趋于高功能密度及小型化，因此，要求多通道微波辐射计的数据处理与控制系统具有高可靠性、高分辨率、实时性好、体积小、重量轻、功耗低以及可移植性强等特点。
以往多数微波辐射计数控系统中采用的以80C31 为核心的设计，由于受微处理器芯片和外围电路的限制，扩展性差，所占体积较大，且需要多块电路板协调工作，功耗较大。
鉴于FPGA 功能强大、逻辑速度快、功耗低及可移植性强等优点，本文采用FPGA 为核心进行微波辐射计数控系统设计，实现了设备的低功耗和轻小型化。
1 系统结构
5 频段双极化微波辐射计共10 个通道，其中每个频段结构框图如图1 所示，由天线单元、接收机单元、定标单元、数据处理与控制系统、测温电路等功能模块组成。
接收机单元包括内检波、低频放大、积分等部分[1]。
接收机的输入端通过电子开关周期地在天线单元和定标单元之间切换，同时噪声源在加电和不加电两种状态下与匹配负载耦合，从而使定标源产生高、低不同的亮温，5 个频段共用一套数据处理与控制系统。
数据管理与控制系统接收远程计算机注入指令包，控制系统开关机和噪声源上下电，系统上电后，由接收机单元接收的模拟信号送入数据处理与控制系统，由数据处理与控制系统进行数据采集与存储，AGC 自动增益控制、工作。
基于FPGA技术的微波炉控制器论文
南昌工程学院毕业设计(论文)信息工程学院系（院）电子信息工程专业毕业设计（论文）题目基于FPGA技术的微波炉控制器学生姓名荆玉峰班级06电子信息工程（1）班学号2006100173指导教师谢剑锋完成日期 2010 年 6 月 13 日南昌工程学院（本）毕业设计（论文）南昌工程学院毕业设计（论文）任务书I、毕业设计(论文)题目：基于FPGA技术的微波炉控制器设计II、毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：1. 用FPGA设计微波炉控制器电路;2．可设置烹调时间；3. 具有显示功能。
4. 用MAXPLUSII软件仿真。
5. 硬件调试I I I、毕业设计(论文)工作内容及完成时间：3.29～4.15 完成开题报告；4.15～5.1 软件设计及仿真；5.2～6.10 硬件调试；6.11～7.1 撰写论文。
Ⅳ主要参考资料：1．UweMeyer-Baese.数字信号处理的FPGA实现[M],北京:清华大学出版社,20022. (英)渥伦斯基Digital System Design with VHDL,Second Edition [M]工业出版社2004.073.侯伯亨，顾新.VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计［M］.西安：西安电子科技大学出版，19994. Stephan W.Mondwurf.BENEFITSOF THE CORDIC-ALGORITHM IN A VERSATILECOFDM MODULATOR/DEMODULATOR DESIGN ［M］. Fourth IEEE InternationalCaracas Conference on Devices, Circuits电子工程系电子信息工程专业类 1 班学生：荆玉峰日期：自2010年3月8日至2010年6月20日指导教师：谢剑锋助理指导教师(并指出所负责的部分)：教研室主任：附注:任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。
基于FPGA技术的微波炉控制器
基于FPGA技术的微波炉控制器**大学**学院现代电子系统设计**系（院）**专业题目：基于FPGA技术的微波炉控制器学生姓名：班级：学号：指导教师：完成日期：年月摘要本文介绍了应用FPGA芯片和硬件描述语言（VHDL）设计微波炉控制器系统的方法。
系统使用VHDL编程实现各底层模块的功能，顶层的设计采用图形输入完成。
本文主要阐述模块化设计的思想和状态图的描述方法，以及它们在硬件描述语言中的应用，并展示了其在QuartusⅡ开发系统下的仿真结果和烧写到EPM570T100C5后的现象。
主要有以下几个模块：状态控制器KZQ、数据装载器ZZQ、烹调计时器JSQ、显示译码器YMQ47以及分频器和动态显示电路。
该控制器具有系统复位、状态控制、时间设定、烹饪计时、动态显示译码等功能。
关键字：FPGA;VHDL;微波炉；控制器；状态图；定时器1.绪论随着人民生活水平的提高，微波炉开始进入越来越多的家庭，它给人们的生活带来了极大的方便。
它省事、省电、方便和卫生。
作为现代的烹饪工具，微波炉控制器体现着它的重要性能指标。
目前大部分微波炉控制器采用单片机进行设计，电路比较复杂，性能不够灵活。
本文采用先进的EDA技术，利用QuartusⅡ工作平台和VHDL设计语言，设计了一种新型的微波炉控制器系统。
该控制器具有系统复位、状态控制、时间设定、烹饪计时、动态显示译码等功能。
1.1任务的提出设计一个微波炉控制器1.2设计的基本要求（1）七段数码管及发光二极管完成微波炉的定时及状态显示；（2）控制器的输入信号包括定时控制信号、定时数据的输入、复位信号、开始煮饭的控制信号等；（3）其他（我们自己添加了测试数码管是否能够正常显示的TEST信号）。
1.3设计的目的和意义目前大部分微波炉控制器采用单片机进行设计，电路比较复杂，性能不够灵活。
本文采用先进的EDA技术，利用QuartusⅡ工作平台和VHDL设计语言，设计了一种新型的微波炉控制器系统。
基于FPGA的微波炉控制器设计开题
1选题的目的和意义1.1选题的背景随着生活水平的不断提高, 人们对家用电器的功能和质量的要求越来越高。
而现有市售的微波炉其主要弊端为: 不能按既有程序进行烹调, 需要使用者根据食物的类型、数量、温度等因素去设定微波炉的工作时间, 若设定的工作时间过长, 含水分较多的食物可能会产生过热碳化的现象, 若时间过短则达不到预期的烹调效果。
不仅在节能方面未做过多考虑，使用者还需要经常翻看使用说明书才能完成操作过程。
针对这些问题, 笔者认为有必要研制一种操作简单且烹调效果好的微波炉，根据一些家常菜按固定程序烹调的现象，可采取分时、分档火力加热，节时又节能。
1.2设计的目的和意义目前大部分微波炉控制器采用单片机进行设计，电路比较复杂，性能不够灵活。
本设计采用先进的EDA 技术，利用VHDL 设计语言，设计一种新型的微波炉控制器，该控制器具有系统复位、状态控制、时间设定、火力档位、烹饪计时、温度控制、显示译码和音响效应等功能，基于FPGA 芯片实现。
1.3选题的技术现状应用FPGA 芯片和硬件描述语言（VHDL）设计该微波炉控制器系统，该系统用VHDL 编程实现各底层模块的功能，顶层设计用图形输入完成。
设计依据如下：1）技术可行性：采用EDA作为开发方法，VHDL语言为开发工具，通过设计和实验，对开发的程序进行调试运行和波形仿真测试验证，实现设计目标；2）经济可行性：合理利用实验室已有软件、实验箱、开发板，对该微波炉控制器设计进行开发、调试运行、仿真测试，以及结果验证等；3）以现有网络资源为依据，以辅导老师的指导为参考，根据已学知识，综合该控制器设计要求，具体细化设计；2题目的主要内容本设计是基于FPGA的微波炉控制器设计。
2.1设计的总体结构描述该微波炉控制器系统可由以下几个模块组成：（1）状态控制器KZQ；（2）数据装载器ZZQ；（3）烹调计时器JSQ；（4）温度控制器KTQ；（5）显示译码器YMQ；（6）音响效应控制ALARM；系统功能模块如下：图2.1 系统功能模块图系统各模块之间的关系示意图如下所示：图2.2 模块关系图2.1.1设计的各个功能模块描述（1）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。
基于FPGA的微波辐射数字谱分析系统
基于FPGA的微波辐射数字谱分析系统封天;张升伟;王新彪【期刊名称】《太赫兹科学与电子信息学报》【年(卷),期】2016(014)002【摘要】微波辐射谱分析仪是具有精细频谱分析能力的微波辐射计,是近年来被动微波遥感器的技术发展方向之一.本文提出的微波辐射数字谱分析系统基于快速傅里叶变换(FFT)算法,硬件平台基于Xilinx公司7系列下带有4 DPS高速模拟子卡的Kintex7-FPGA评估开发套件,实现一个输入带宽250 MHz,探测通道数16 384,频谱分辨力15 kHz,可实时观测的微波辐射数字谱分析系统.给出了系统的电路原理设计、关键模块的设计框图及软件流程图.最后将设计的Modelsim仿真结果和MATLAB仿真结果作对比,验证了整个设计的正确性.【总页数】6页(P323-328)【作者】封天;张升伟;王新彪【作者单位】中国科学院大学计算机与控制学院,北京 100049;中国科学院微波遥感技术重点实验室,北京 100190;中国科学院微波遥感技术重点实验室,北京100190;中国科学院微波遥感技术重点实验室,北京 100190【正文语种】中文【中图分类】TN492;TP274【相关文献】1.基于FPGA的微波辐射计数控系统设计与实现 [J], 张瑜;张升伟2.基于FPGA的微波辐射数字谱分析系统 [J], 封天;张升伟;王新彪;3.基于FPGA的数字化简易频谱分析仪的设计与实现 [J], 钟强;刘鹏飞;刘宝军;胡宗进;秦绪栋4.基于FPGA的数字频谱分析仪设计 [J], 高森;马令坤;郑恩让5.基于ARM与FPGA的气象微波辐射计测控系统设计 [J], 陈俞娴; 郭伟; 桂良启; 任利明; 周自成; 占美娟; 杨杰波; 郎量; 陈柯; 田加胜因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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"#$ 调 整 值 ! 通 过 HM" 转 换 器 及 隔 离 驱 动 电 路 后 提 供 给 微 波 辐 射 计 的 接 收 机 单 元 " 其 中 ! 9 个 HM" 转 换 器 并 联
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《电子技术应用》
!"# "# $%& 自 动 增 益 控 制 电 路 "#$ 自 动 增 益 控 制 电 路 由 9 个 两 通 道 HM" 转 换 器 "HK!<K 和 隔 离 驱 动 电 路 组 成 ! 硬 件 电 路 如 图 < 所 示 " 由 %&#" 对 数 据 采 集 电 路 采 集 的 微 波 辐 射 计 冷 源 和 热 源 定
!"! 数 控 系 统 总 体 结 构
数 控 系 统 由 %&#" 及 外 围 电 路 # 数 据 采 集 电 路 # "#$ 自 动增益 控制 电路 #系统开 关控 制电路 #电平 转 换 电 路 # 总 线接 口电路 等部 分组 成!如图 ! 所示"
系统开关控制电路 控制信号
"#$ 自 动 增 益 控 制 电 路 采 用 "H 公 司 的 ,! 位 并 行
!"#$% 为 核 心 的 设 计 ! 由 于 受 微 处 理 器 芯 片 和 外 围 电 路
的 限制!扩 展性 差 !所 占体积 较大 !且需 要多块 电 路 板 协 调 工 作 ! 功 耗 较 大 $ 鉴 于 &’() 功 能 强 大 % 逻 辑 速 度 快 " 功 耗 低 及 可 移 植 性 强 等 优 点 ! 本 文 采 用 &’() 为 核 心 进 行微波辐射计数控系统设计!实现了设备的低功耗和轻
路 ! 由 BO.EDD&< 构 成 X &Y " 此 种 继 电 器 具 有保持功能!一旦置位或复位!即使线
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本振
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数据 处理 与 控制 系统 远 程 计 算 机
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7 功分器
隔离器
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噪声源
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电压
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图 , 微波辐射计结构框图
见!数据 处理 与控制 系统 在 微 波 辐 射 计 各 模 块 中 处 于 至 关重要的位置"
器采用电荷重分布技术进行逐次逼近型模数转换 !因而 不 必 外 加 采 样 保 持 器 " 电 压 输 入 范 围 为 G,0 : ! O,0 : ! 分 辨 率 高 ! 可 做 到 ,I 位 不 失 码 "
《电子技术应用》
集成电路应用
*++,-./0-12 13 420567/058 9-7.:-0;
A99
瞬间电流较大! 因此需要外加驱动电
6 !# E 4 E !5 !! 1 4 3 !5 3 E% E’ A+8"( +-.+ # % ’ ) 31 33 3E 3& 3! 3# 3% 3’ 3) E1 E3 EE
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统开关!由控制电路 完成 整个 系统 #接 收机 和噪声 源的 开关 机功能!并完 成科学 数据 包到 远程计 算机 的回传 " 数 控 系 统 以 ?@A@BC 公 司 的 :@DEFC G< 系 列 %&#" 为 核 心 进 行 设 计 ! 其 配 置 &’() 采 用 ?$%3!& ! 3! ) 存 储 容 量 " 数 据 采 集 电 路 采 用 "H 公 司 的 ,I 位 并 行 模 数 转 换 器 "HJKI" ! 芯 片 转 换 速 率 为 !00 6LMN ! 此 高 速 "MH 转 换
微波辐射计是一种被动式的微波遥感器 !用于全天 时"全天候地观测全球大气温度和湿度"降雨量等空间 气 象资 料!在 全球性 水文 循环探 测"地 质与 资源调 查"海 洋环境与海况检测"灾害性天 气预报 与检 测等研 究中 发 挥了重要作用# 由于微波辐射计是一种被动式的遥感 器!其灵 敏度要 求很 高!同时 !由于 当今 遥感仪 器的 设计 越来越趋于高功能密度及小型化!因此!要求多通道微 波辐射计的数据处理与控制 系统 具有高 可靠 性 "高分 辨 率"实时性好"体积小"重量轻 "功耗低以及可移 植性 强 等特点$ 以往多数微波辐射计数控系统中采用的以
小型化$
! 系统结构
* 频 段 双 极 化 微 波 辐 射 计 共 +" 个 通 道 ! 其 中 每 个 频
段 结构 框图 如图 + 所 示!由 天线单 元"接 收机 单 元 "定 标 单元"数据处理与控制系统"测温电路等功能模块 组成 $ 接 收 机 单 元 包 括 内 检 波 " 低 频 放 大 " 积 分 等 部 分 , +- $ 接 收 机的输入端通过电子开关周期地在天线单元和定标单 元 之间切 换!同 时噪声 源在 加 电 和 不 加 电 两 种 状 态 下 与 匹 配 负 载 耦 合 ! 从 而 使 定 标 源 产 生 高 " 低 不 同 的 亮 温 !* 个频段共用一套数据处理与控制系统$ 数据管理与控制系统接收远程计算机注入指令包! 控制系统开关机和噪声源上下电!系统上电后!由接收 机单元接收的模拟信号送入数 据处 理与 控制系 统 !由 数 据 处 理 与 控 制 系 统 进 行 数 据 采 集 与 存 储 ! )(# 自 动 增 益 控制"工作状态控制以及与 远程 计算 机的数 据通 信 $ 可
《电子技术应用》
集成电路应用
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基于 !"#$ 的微波辐射计数控系统设计与实现
张 瑜 + !. ! 张 升 伟 . /+0 中 国 科 学 院 研 究 生 院 ! 北 京 %11%21 " 34 中 国 科 学 院 空 间 科 学 与 应 用 研 究 中 心 ! 北 京 %11%215
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