基于的智能溫控風(fēng)扇課件

1、基于的智能溫控風(fēng)扇基于基于FPGA的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)基于的智能溫控風(fēng)扇基于基于FPGA的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)l溫控風(fēng)扇在現(xiàn)代社會(huì)中的生產(chǎn)以及人們的日常生活中都有廣泛的應(yīng)用，如工業(yè)生產(chǎn)中大型機(jī)械散熱系統(tǒng)中的風(fēng)扇、現(xiàn)在筆記本電腦上的廣泛應(yīng)用的智能CPU風(fēng)扇等。l該作品設(shè)計(jì)了基于Atmel CycloneIV 的智能溫控風(fēng)扇系統(tǒng)，利用多種傳感器采集環(huán)境信息。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)室內(nèi)溫度等質(zhì)量信息的采集、LCD顯示、通信、上位機(jī)遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)處理等功能，保證了室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、可靠性。基于的智能溫控風(fēng)扇基于基于FPGA的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)l該作品具有如下特

2、點(diǎn)：該作品具有如下特點(diǎn)：(1)系統(tǒng)采用FPGA作為數(shù)據(jù)處理的主控器，具有可靠性高、維護(hù)、升級(jí)方便等特點(diǎn)；(2)同時(shí)采用智能手機(jī)作為上位機(jī)，既利用了手機(jī)的便捷性及現(xiàn)階段人們對(duì)手機(jī)的依賴性，又能夠有效節(jié)約開發(fā)成本。(3)除可以應(yīng)用于智能家居外，還可以用于辦公場所、蔬菜種植大棚、化工生產(chǎn)車間等需要對(duì)空氣質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)的場所。 基于的智能溫控風(fēng)扇基于基于FPGA的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng) 整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案l系統(tǒng)硬件為Cyclone系列FPGA5開發(fā)平臺(tái)，軟件開發(fā)環(huán)境為Quartus II 13.0，采用硬件描述語言VHDL完成數(shù)據(jù)流描述。l主要由傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、藍(lán)牙通信模塊

3、、上位機(jī)界面顯示控制模塊、FPGA數(shù)據(jù)處理模塊、液晶顯示模塊、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等組成。l傳感器數(shù)據(jù)采集模塊包含溫度傳感器、煙霧傳感器，其將采集到的溫度、CO、CO2等數(shù)據(jù)信息傳送給FPGA主控單元，F(xiàn)PGA將獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，送LCD液晶模塊進(jìn)行顯示，同時(shí)通過藍(lán)牙無線傳輸將信息發(fā)送給手機(jī)，用戶可根據(jù)手機(jī)顯示信息，通過手機(jī)界面控件對(duì)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)發(fā)出調(diào)節(jié)命令，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將完成比如電風(fēng)扇的開關(guān)、風(fēng)速控制、室內(nèi)室外空氣交換等操作?；诘闹悄軠乜仫L(fēng)扇基于基于FPGA的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng) 整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案基于的智能溫控風(fēng)扇基于基于FPGA的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng) 電路模塊設(shè)

4、計(jì)電路模塊設(shè)計(jì)l數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)采集模塊基于的智能溫控風(fēng)扇基于基于FPGA的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng) 電路模塊設(shè)計(jì)電路模塊設(shè)計(jì)l數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)采集模塊pm2.5基于的智能溫控風(fēng)扇基于基于FPGA的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng) 電路模塊設(shè)計(jì)電路模塊設(shè)計(jì)lFPGA數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計(jì)基于的智能溫控風(fēng)扇基于基于FPGA的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng) 電路模塊設(shè)計(jì)電路模塊設(shè)計(jì)lFPGA數(shù)據(jù)處理模塊原理圖數(shù)據(jù)處理模塊原理圖基于的智能溫控風(fēng)扇基于基于FPGA的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng) 電路模塊設(shè)計(jì)電路模塊設(shè)計(jì)l通信模塊通信模塊 通信采用HC-06從機(jī)藍(lán)牙模塊，

5、主要用于短距離的數(shù)據(jù)無線傳輸領(lǐng)域，可以方便的和PC機(jī)或帶藍(lán)牙功能的設(shè)備相連，也可以兩個(gè)模塊之間的數(shù)據(jù)互通。避免繁瑣的線纜連接，能直接替代串口線，配對(duì)后只需當(dāng)成固定波特率的串口一樣使用即可。系統(tǒng)采用該藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)了手機(jī)終端和FPGA之間的通訊?；诘闹悄軠乜仫L(fēng)扇基于基于FPGA的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng) 電路模塊設(shè)計(jì)電路模塊設(shè)計(jì)l通信模塊通信模塊 藍(lán)牙模塊和FPGA通信采用串口方式，當(dāng)沒有數(shù)據(jù)采集和發(fā)送時(shí)，狀態(tài)機(jī)處于idle（空閑）狀態(tài)，當(dāng)RXD接收信號(hào)引腳接收到低電平時(shí)，狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)換至adjust狀態(tài)并判斷此信號(hào)是屬于干擾信號(hào)還是起始位，如果是起始位，則狀態(tài)進(jìn)入receive狀態(tài)（接收

6、狀態(tài)），否則轉(zhuǎn)回idle狀態(tài)等待；當(dāng)進(jìn)入receive狀態(tài)時(shí)，處理完一幀數(shù)據(jù)后將其并行輸出，同時(shí)轉(zhuǎn)至發(fā)送狀態(tài)（trans）,將數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)，并轉(zhuǎn)入idle狀態(tài)，等待下一次傳送?；诘闹悄軠乜仫L(fēng)扇基于基于FPGA的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng) 電路模塊設(shè)計(jì)電路模塊設(shè)計(jì)l上位機(jī)界面設(shè)計(jì)上位機(jī)界面設(shè)計(jì)基于的智能溫控風(fēng)扇基于基于FPGA的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng) 電路模塊設(shè)計(jì)電路模塊設(shè)計(jì)l步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(1)系統(tǒng)通過對(duì)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向的控制來驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇、濾網(wǎng)等調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)完 成室內(nèi)外空氣交換處理，實(shí)現(xiàn)改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的目的，步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路采用硬件描述語言VHDL進(jìn)行描述

7、。(2)本設(shè)計(jì)中將步距角設(shè)置為45度。脈沖的數(shù)量決定了旋轉(zhuǎn)的總角度，脈沖的頻率決定了電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的速度，改變繞組的通電順序可以改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)的方向。基于的智能溫控風(fēng)扇基于基于FPGA的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng) 電路模塊設(shè)計(jì)電路模塊設(shè)計(jì)l步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊流程圖步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊流程圖基于的智能溫控風(fēng)扇基于基于FPGA的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng) 電路模塊設(shè)計(jì)電路模塊設(shè)計(jì)l按鍵消抖模塊按鍵消抖模塊 通常的按鍵所用開關(guān)為機(jī)械彈性開關(guān)，當(dāng)機(jī)械觸點(diǎn)斷開、閉合時(shí)伴隨有一連串的抖動(dòng)，為了防止這種抖動(dòng)造成數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或誤操作，設(shè)計(jì)了按鍵消抖模塊?；诘闹悄軠乜仫L(fēng)扇基于基于FPGA的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)的智

8、能風(fēng)扇控制系統(tǒng) 電路模塊設(shè)計(jì)電路模塊設(shè)計(jì)l按鍵消抖模塊按鍵消抖模塊lp1:process(clk)lvariable a:integer range 0 to 250001:=0;lvariable b:std_logic;lbeginlif rising_edge(clk) then l if key=0 thenl if a=250000 thenl key_reg=1;l a:=249999;l elsel a:=a+1;l end if;l elsel key_reg=0;l a:=0;l end if;l end if;l end process;lend architecture；clk為系統(tǒng)時(shí)鐘（50MHz）key為按鍵輸入信號(hào)Skey_reg為按鍵有效標(biāo)志位?；诘闹悄軠乜仫L(fēng)扇基于基于FPGA的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng) 系統(tǒng)調(diào)試與驗(yàn)證系統(tǒng)調(diào)試與驗(yàn)證l系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室條件下，基