《基于FPGA的溫度控制硬件設(shè)計》9600字（論文）

一緒論1溫度傳感器的背景及價值溫度檢測是一種專門用來測量表征被測物體的不受冷熱濕度變化影響程度的一種基本物理溫度測量,它在汽車制造業(yè)和工業(yè)、自動化、家用電器、環(huán)保、安全產(chǎn)品生產(chǎn)和以及新能源電動汽車設(shè)計制造等各個不同行業(yè)領(lǐng)域中都已經(jīng)可以應(yīng)用作為基本溫度檢測的重要參數(shù)。溫度監(jiān)測是整個世界溫度測量監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)中最基本、最為科學(xué)和也最核心的一個具體衡量溫度指標(biāo),也是整個溫度測溫技術(shù)系統(tǒng)中最為重要的一個具體被控溫度參數(shù),因此如何對于各種溫度監(jiān)測情況及時進行準(zhǔn)確的溫度監(jiān)視一直以來都認(rèn)為是一個重要的測溫技術(shù)科學(xué)研究領(lǐng)域問題。所以,測量工業(yè)溫度的專用儀器在整個工業(yè)測溫管理系統(tǒng)中一直占據(jù)著至關(guān)重要的地位作用。溫度傳感器和被廣泛應(yīng)用于檢測物體介質(zhì)之間的溫度按摩運動的方式大致來說,我們可以把它劃分為以下兩個主要的大類:一種主要是接觸電路式的溫度傳感器,另一類則主要是,非接觸電路式溫度傳感器。接觸式溫度傳感器的特點測溫傳感元件與被自動檢測測溫對象之間往往需要一個具備良好的熱平衡接觸,通過加熱電磁波形的傳導(dǎo)和加熱對流的力學(xué)原理作用來使其達到熱平衡,所以其中的數(shù)字顯示溫度值即為與被檢測測溫對象的實際溫度。這種自動測溫控制技術(shù)的工作精度也是相對來說比較高,而且它還真的可以準(zhǔn)確地直接測量一個物體內(nèi)部的平均溫度和濕度比率。但對于可以移動的、熱容量比較小的和對某些感溫電子元件本身具有強烈的熱腐蝕性的感溫對象,這樣這么做的操作方法可能會容易使其成員產(chǎn)生巨大的操作錯誤。非接觸性液體測溫的主動檢測物體元件和被動檢測測溫物體之間互不直接相干。常見的就是中子輻射-熱中子交換的工作原理。此種自動測溫測量技術(shù)的主要性能優(yōu)勢之一就是我們可以同時測量基于物體自身運動速度狀況的小測量目標(biāo)和熱容量溫度較低或周圍溫度環(huán)境變化快的測量對象,也就是可以同時測量不同溫度場環(huán)境中的物體溫度變化分布,但是它同時所受到的周圍環(huán)境變化影響較大。2設(shè)計作用與目的溫度學(xué)被認(rèn)為是現(xiàn)代研究工程技術(shù)中最為基礎(chǔ)的一種物理測定量之一,化學(xué)、物理、生態(tài)這些領(lǐng)域均離不開它。比如,發(fā)電廠燃?xì)忮仩t的溫度必須嚴(yán)格地控制在規(guī)定的范圍內(nèi);許多化學(xué)反應(yīng)的制造工藝流程必須處于適當(dāng)?shù)臏囟认路娇梢哉５剡M行;煉油項目中,原油需要通過不相似的加熱溫度、壓力等條件下,進行分餾,這樣才能獲取出汽油、柴油、煤炭等產(chǎn)品。FPGA就是一種通過硬件語言來描述的實現(xiàn)計算機并行功能的軟硬件電路。應(yīng)用FPGA來實現(xiàn)pid控制器,它可以大幅度地提高pid運算的效率和速度,避免了使用單片機來實現(xiàn)pid控制按次序執(zhí)行的命令對于運行的速度和延時性,非線性影響。同時FPGA所實現(xiàn)的pid控制內(nèi)在電路也可以隨著實際情況的變化而進行調(diào)整,提高了該系統(tǒng)的靈活性。而使用智能pid來控制的溫度就是為了它具備測量和控制的精度高、費用少、體積小、功耗低等特點。將傳統(tǒng)的工作電路中溫度控制技術(shù)用芯片替換,因此通過FPGA來實現(xiàn)pid的智能化溫度控制技術(shù)具有重大而深刻的意義。3相關(guān)技術(shù)簡介整個系統(tǒng)的主要邏輯芯片都已經(jīng)是直接采用了一個pfga陣列即現(xiàn)場邏輯可編程的一個門邏輯陣列,fpga在一個整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上以各種邏輯連接功能塊間的組合方式排列成一個個門陣列,并且同時具備了現(xiàn)場可編程內(nèi)部軟件鏈路和邏輯連線連接功能塊所需要實現(xiàn)的某種系統(tǒng)邏輯上的連接。fpga由類似掩膜式柵門邏輯陣列的一種可編程柵門邏輯陣列器件結(jié)構(gòu)演化而來,又同時具備了多種語言,可編程的基本特點。利用了對功率驅(qū)動繼電器的數(shù)據(jù)進行實時通斷控制,作為一個控制的自動開關(guān),控制輸出量的自動設(shè)定值和通斷控制單機的輸入量之間的主動關(guān)系,充分實現(xiàn)了在單機用戶的操作界面上對功率繼電器數(shù)據(jù)進行了實時在線數(shù)據(jù)更新,時間在線采樣、圖形實時顯示、數(shù)據(jù)實時保存等多種功能。ADC0809，它的內(nèi)部共配備了個8通道的多路數(shù)字控制信號開關(guān),它用的是一種可以按照多路地址碼的編碼式來自動鎖存被地址譯碼后的多路數(shù)字信號,只需要選擇了8路作為模擬信號輸入的一個信號和其中的一個信號來對其進行模擬a/d信號轉(zhuǎn)換。僅在初步使用單片機的編程應(yīng)用軟件設(shè)計中比較常見。adc0809與mcmcs-51單片機的數(shù)據(jù)鏈路中斷連接主要表現(xiàn)是因為涉及兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。一者二則是8路高頻模擬信號轉(zhuǎn)換通道的設(shè)計選擇,二者三是8路a/d信號轉(zhuǎn)換器在正常工作時首先進行信號轉(zhuǎn)換后對整個數(shù)據(jù)鏈路進行信號轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)傳送。轉(zhuǎn)換實時數(shù)據(jù)的這種傳輸方式主要可以分為定時數(shù)據(jù)傳輸、查詢、中斷三種。a、b、c的選擇值和被輸入選擇值的通道相連及對應(yīng)的進入輸出數(shù)據(jù)線之間是否存在函數(shù)關(guān)系dac0832是一種8位可對d/a模式信號進行轉(zhuǎn)換的數(shù)字集成電路芯片。和其他微處理器之間是完全交互相容的。DAC0832芯片具備雙緩沖、單緩沖和直通三種輸入方式,是由于其集成電路內(nèi)有兩級輸入寄存器,正因如此它適于各種電路的需要(例如要求多路D/A異步輸入、同步函數(shù)變換等)。因此這個新型單片機的技術(shù)應(yīng)用很普及,FPGA的基本應(yīng)用1、FPGA在數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域的應(yīng)用我們需要模擬數(shù)據(jù)采集等功能存在是因為一般模擬信號采集處理控制系統(tǒng)在目前自然界中所應(yīng)用基本基于模擬信號。一般情況下一種廣泛用于數(shù)字模擬視頻實現(xiàn)的綜合數(shù)字視頻技術(shù),是在泛指在其中使用一個數(shù)字視頻a/d模擬信號視頻轉(zhuǎn)換器將一個數(shù)字模擬的視頻數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成一個數(shù)字模擬實現(xiàn)信號后,交付給數(shù)字處理器,比如我們使用數(shù)字單片機(mcu)或者使用數(shù)字信號采集處理器(dsp)等多種方式用來進行文字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬運算和信號處理,高速的視頻a/d和低速d/a視頻轉(zhuǎn)換通用芯片。2.FPGA在邏輯接口領(lǐng)域的應(yīng)用在許多現(xiàn)代工業(yè)數(shù)字?jǐn)?shù)碼電子產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計制造過程中,存儲器已經(jīng)逐漸得到了廣泛的設(shè)計使用,例如諸如sdram、sram、flash等。這些各種儲存器均分別具備其各自獨特的應(yīng)用功能和主要用途,合理正確選擇各種存儲器的應(yīng)用類型,可以直接達到有效實現(xiàn)對該系列產(chǎn)品最佳和優(yōu)化的性價比。由于fpfpga的所有控制功能都必須是一個可以完全由自己的人來進行設(shè)計,因此,它們可以是一個同時具有多種不同存儲網(wǎng)絡(luò)接口的通用控制器。二溫度傳感器的總體設(shè)計實現(xiàn)多種溫度控制采集主要采用有多種溫度控制電路方法,例如它采用了比較傳統(tǒng)的二位數(shù)字模擬溫度控制電路技術(shù),選用了三位模擬控制電路,用一個模擬電位器信號來自動設(shè)定固定的溫度值,經(jīng)過多次采樣后利用放大后的信號把數(shù)據(jù)反饋到的溫度顯示值和當(dāng)前給定的工作溫度顯示值相互進行比較后,根據(jù)這些相互比較的顯示結(jié)果可以來對熱控制當(dāng)前的工作溫度進行顯示,以便用戶確定是否需要停止加熱或者不確定需要停止加熱。它的主要技術(shù)特點之一是也就是集成電路簡便、容易設(shè)計實現(xiàn)。但是由于循環(huán)系統(tǒng)中對獲取室溫結(jié)果的控制精度不高且室溫調(diào)整時的動作頻繁、系統(tǒng)不穩(wěn)定,受循環(huán)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程自動控制和對室內(nèi)溫度的自動顯示,人機之間互操作用的性能較低。而且在系統(tǒng)加熱時我們選用了一種模擬加熱電路把自己反饋系統(tǒng)溫度參數(shù)值和自己給定系統(tǒng)溫度參數(shù)值相互比較使用來精確決定自己溫度是否正確需要進行加熱,從系統(tǒng)輸入溫度采樣、輸出溫度控制參數(shù)到最小溫度誤差等各個環(huán)境因素影響都會直接導(dǎo)致系統(tǒng)加熱工作精度很低,難以完全滿足要求。另一個解決方法是我就是在一個系統(tǒng)內(nèi)部用我采用兩個eda對兩個溫度控制器的系統(tǒng)溫度進行了一個智能化的自動控制,采用兩個mcu芯片集成作為控制核心的系統(tǒng)溫度自動控制器,使用溫度傳感器中的ads90來自動采集系統(tǒng)溫度自動變化的相關(guān)信號,并通過使用mcu兩個芯片自動進行信號處理之后我再去自動控制系統(tǒng)溫度,這樣我就可以直接讓它們之間達到一個穩(wěn)定。這種控制方法在應(yīng)用軟件上同時具有系統(tǒng)編程簡便、控制靈活等幾大優(yōu)點,使得作業(yè)系統(tǒng)人員可以簡單地直接實現(xiàn)對室內(nèi)溫度的自動控制和溫度顯示。文中我們主要采用了pfpga方法來直接實現(xiàn)對氣體溫度的自動采集,其基本結(jié)構(gòu)和線框圖形式如下圖表所示。溫度傳感器采用的是市面常見的傳感器ad590。ad590具有個體小、重量輕、線性穩(wěn)定度好、工作無誤的優(yōu)點。其中的測量精度區(qū)間一般在均值負(fù)50度至150度之間,其中的測量系統(tǒng)性能均勻并可以達到完全符合此類測量系統(tǒng)的整體工程設(shè)計。另外,aad590為一種溫度/壓力電流控制傳感器,對于不斷改善系統(tǒng)的抗干擾控制性能也一定會對其有很大的應(yīng)用幫助。加熱繼電控制部分系統(tǒng)采用了加熱繼電器元件進行加熱控制,使用的加熱繼電器簡單操作易于并可實現(xiàn)對整個加熱控制電路的自動控制,在正常工作情況下其運作還是十分可靠的。繼電器自身可以直接通電進而實現(xiàn)與其他電氣完全隔離，因此是沒必要外加一個直接電耦。此外該類型的控制電路不能很好地精準(zhǔn)地及時實現(xiàn)對整機電熱解絲的工作功率精度控制,電熱解絲僅僅要求只能在一定一段時間內(nèi)正常工作,如果不能及時達到最大工作功率或為零,那么功率控制的工作精度也就會因此受到很大影響。但是系統(tǒng)可以通過多路功率加熱控制絲自動進行系統(tǒng)功率動態(tài)控制,由于pfpga兩個芯片根據(jù)加熱溫差變化進行信號處理應(yīng)用來自動實現(xiàn)各個加熱層次的功率分級和層次功率動態(tài)控制,提高了系統(tǒng)的功率動態(tài)控制性能。采用七段兩位數(shù)碼led顯示七段七位數(shù)碼管分別顯示可以同時顯示出數(shù)十位、個位,數(shù)碼管的最大特點主要是它分別具有振動能量較小、高壓大功率耐熱損耗、低工作壓力、高溫耐熱損失、壽命相對較長、耐老化、對于各種外界和室內(nèi)環(huán)境的溫度要求相對較低等諸多特性,另外七位數(shù)碼管也是一種采用兩位bcd編碼器的方式可用來同時顯示七位數(shù)字,編程簡單,資源管理占用較小。硬件結(jié)構(gòu)硬件結(jié)構(gòu)三溫度傳感器的硬件設(shè)計3.1FPGAfpga一般來說包含3種不同類型的程序可編程語言電路以及一個主要用來存儲寄存器可編程語言數(shù)據(jù)的小型靜態(tài)程序有源存儲器fpsram。這3個基本可編程的集成電路模塊分別為:一個可編程的的邏輯輸出模塊、輸入/控制輸出模塊(iob-i/oblock)及一個互連的電路資源?？删幊掏ㄓ眠壿嬓酒K中的clb主要是一個用來實現(xiàn)各種邏輯信號處理過程功能的一種基礎(chǔ)性集成單元,它通常被順序排列在每個邏輯芯片的四周;這些叮于可編程芯片日連的基本資源主要可以包括各種相同總線長度的基本連接點或線段和些其他各種可以用來進行邏輯編程的基本連接點和開關(guān),它們將各種類的clb之間或各種cib、i0b之間以及各種ior之間相互連接組合起來,構(gòu)成特定邏輯功能的集成電路。clb為整數(shù)fpga這個關(guān)鍵詞由元件部分組成。它上面由帶有邏輯處理函數(shù)信號發(fā)生器、觸發(fā)器、數(shù)據(jù)信號選擇器等三個申路控制元件直接組成的是在clb中3個稱為邏輯處理函數(shù)的信號發(fā)生器分別為f和g、f和以及h,對應(yīng)的進入輸出交量分別為:f-f-a和f和h,g其中有4個白的輸入輸出交量-g1.g2、g3和以及g4:f也就是說它有4個白的輸入輸出交量-f1、f2、f3和以及f4,這兩個白的邏輯處理函數(shù)信號發(fā)生器都可以是完全獨立的,均使它可以單獨用于同時實現(xiàn)4輸入交量轉(zhuǎn)化功能.將交量的任意一個組合稱為邏輯處理函數(shù),邏輯處理函數(shù)信號發(fā)生器中在h1中共享的只有3個白的輸入轉(zhuǎn)化信號;前兩個為邏輯函數(shù)信號發(fā)生器的兩個輸出信號g-和傳輸f,而另外兩個白的輸入轉(zhuǎn)化信號則分別為將原來白的輸入信號部分轉(zhuǎn)換二路和傳輸h1。該輸入函數(shù)的信號發(fā)生器函數(shù)可以基于用來產(chǎn)生實現(xiàn)3輸入函數(shù)變量的各種函數(shù)組合中的函數(shù)。這3個運算函數(shù)的信號發(fā)生器或者組件可以結(jié)合在一起米,就這樣可以輕松實現(xiàn)一個包含多達9變量的動態(tài)邏輯運算函數(shù)。iob的兩個輸出輸入端分別同時裝設(shè)了所有兩只柵極mos管,它們的所有兩個柵極都導(dǎo)電可同時進行電路編程,使兩只mos管導(dǎo)電接通或?qū)щ娊刂?用以大幅提高電路輸出的運動波形及對不同負(fù)載的運動適應(yīng)能力。3.2溫度傳感器上個世紀(jì)以來,我們通常認(rèn)為工業(yè)應(yīng)用技術(shù)上的溫度傳感器發(fā)展大體上需要經(jīng)歷以下三個發(fā)展階段:分立式溫度傳感器(其中包括敏感元件);模擬式和集成溫度傳感器/溫度控制器;和人工智能的溫度傳感器。在近幾年中,國際上的許多新興地區(qū)和發(fā)達國家已經(jīng)紛紛開始積極研發(fā)設(shè)計生產(chǎn)和推出關(guān)于應(yīng)用智能微型溫度采集控制器的一些新系列產(chǎn)品。智能微型溫度管理控制器主要分為具有兩種功能類型,即各種可以直接自動輸出的微型溫度控制管理數(shù)據(jù)以及各種可直接手動輸入的微型溫度控制管理數(shù)據(jù),適配不同的微型智能溫度管理控制器的功能特點;并且它們都主要是在智能硬件的技術(shù)支持下,通過這些軟件應(yīng)用來直接實現(xiàn)的各種功能,其中的智能化應(yīng)用程度主要還是依賴于這些軟件的應(yīng)用開發(fā)技術(shù)水平。智能溫度傳感器的主要技術(shù)優(yōu)勢之一有點兒就是于它能夠?qū)ΜF(xiàn)場所有的需要實時測得的人體溫度相關(guān)數(shù)值數(shù)據(jù)進行實時地圖像處理和數(shù)據(jù)傳遞,并與上位機設(shè)備實行及時數(shù)據(jù)通訊。二十世紀(jì)八九十年代中期現(xiàn)在我國的溫度智能化和溫度自動控制器技術(shù)誕生了,智能化的溫度自動控制器主要技術(shù)是在現(xiàn)代微電子控制技術(shù)與現(xiàn)代計算機信息技術(shù)也就是包括溫度自動檢測控制技術(shù)等相互作用下發(fā)展形成的技術(shù)產(chǎn)物。1增加多通道功能為了給我們自己自主研制并開發(fā)設(shè)計生產(chǎn)出多種單路溫度傳感測量數(shù)據(jù)控制處理系統(tǒng)的各種應(yīng)用芯片提供一個良好條件,許多多路智能溫度傳感器正由一路單通道發(fā)展到多路雙通道這種方式快速發(fā)展,與此同時,新型的多路智能溫度傳感器的溫度檢測和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)功能正在不斷完善,還有些在應(yīng)用芯片中額外添加了數(shù)據(jù)存儲。2.總線技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化總線設(shè)計技術(shù)已經(jīng)基本實現(xiàn)了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和生產(chǎn)流程的設(shè)計規(guī)范化,例如:-有線總線、i'c模擬總線、smbus;d總線及&aspi總線等多種通用集成總線設(shè)計方式。3.安全性和可靠性AD590傳感器3.3A\D轉(zhuǎn)換3.3.1ADC0809adc0809是一種單片型八位a/d信號轉(zhuǎn)換器,內(nèi)部結(jié)構(gòu)大致描述如下列框圖所示,它主要結(jié)構(gòu)是由8路模的8位仿真控制開關(guān)、地址模的鎖存與邏輯編程函數(shù)譯碼器、比較器、8位的仿真開關(guān)和雙樹型模的a/d信號轉(zhuǎn)換器、逐次順序逼近函數(shù)寄存器、邏輯編程控制和定時處理電路等幾個部分部件組成。由cmos的8位分時模/擬整數(shù)信號轉(zhuǎn)換器——ADC0809,采用逐次逐漸逼近的轉(zhuǎn)換原理對分時a/d兩路信號分別進行分時轉(zhuǎn)換,芯片內(nèi)分別設(shè)置了分時模擬多路信號轉(zhuǎn)換電壓控制信號開關(guān)和分時a/d信號轉(zhuǎn)換兩個組成部分,可以使得電壓輸入端和模擬多路電壓轉(zhuǎn)換信號這兩者在0~5v電壓下這8路使兩者都可以分時間進行多路轉(zhuǎn)換。具體控制狀態(tài)如下:當(dāng)一個cs和inwr引腳同時輸出是一個新的高電平時,adc0809就儀器會自動開始對它進行電平轉(zhuǎn)換,當(dāng)這個電平轉(zhuǎn)換器的工作全部完成后,在一個int兩引腳的輸入信號中就會輸出一個新的高電平,等待儀器讀取數(shù)據(jù);例如,當(dāng)cs和rd同時是高電平的話,通過一個數(shù)據(jù)總線d[70]從adc0809中讀出這些數(shù)據(jù)。當(dāng)芯片CS=1、WR=1、RD=0時,由控制器可以發(fā)出的信號控制要求ADC0809開始發(fā)展進行模/數(shù)信號的轉(zhuǎn)換。當(dāng)芯片cs=0、wr=0、rd=0時,adc0809就已經(jīng)會開始進行一個電位轉(zhuǎn)換的開始動作,在這個轉(zhuǎn)換動作結(jié)束后利用int將一個低的高電位常數(shù)提高并得到一個新的高電位。當(dāng)芯片cs=1、wr=0、rd=1時,由一個控制器向上的adc0809發(fā)出一個控制信號并用來實時讀取adc0809的材料轉(zhuǎn)化過程數(shù)據(jù)。當(dāng)芯片cs=0、wr=0、rd=0時,由一個數(shù)字控制器從一個計算機前端讀取一條連在數(shù)據(jù)總線上的一個模擬數(shù)字信號變換器的資料。3.3.2A/D轉(zhuǎn)換器與FPGA的連接ADC0809與FPGA的連接inoin7管路三角中只有任選一路作為數(shù)據(jù)接口輸入輸出作為前向控制溫度信號采集器和數(shù)據(jù)輸入,Vcc與c和vref+en同時落地接+5v的輸出電壓,Vref與VRGED同時接地,out1-out8數(shù)據(jù)接入輸出的兩端共同分別連接一個fpga,start,0e,eoc,adda-c均共同分別連接一個FPGA,根據(jù)adc0809的性能要求分別進行控制工作輸出時序控制示意圖,由此和FPGA分別給出了一個相應(yīng)的控制信號電路來進行控制adc0809。3.4DAC0832D/A轉(zhuǎn)換溫度,是一種由于具有運動性大、滯后性大、非線性和瞬間變化強等等的特點,所以傳統(tǒng)的溫度控制技術(shù)想要達到許多人無法做到的控制要求而迫使它們無法實現(xiàn)。在進行溫度的控制中,當(dāng)環(huán)境的溫度在不斷地發(fā)生變動的情況下,環(huán)境也就會在過程中不停地發(fā)生變動,這些就是造成溫度改變發(fā)生更大改變的主要原因;由于溫度的升高與環(huán)境產(chǎn)生的加熱系統(tǒng),所吸取的熱量受到影響程度的差異,直接導(dǎo)致溫度產(chǎn)生非線性的變化。但是隨著科學(xué)技術(shù)的進一步科學(xué)革命與技術(shù)創(chuàng)新,以及工業(yè)發(fā)展的激烈需求,各個行業(yè)在對于溫度控制的適應(yīng)性、精確度、穩(wěn)定性等諸多方面都已經(jīng)提出了更高層次的技術(shù)要求,同時促使我國的工業(yè)溫度控制技術(shù)也進入一個更為智能化的階段。如果將傳統(tǒng)的mcu和dac0832相互結(jié)合,利用傳統(tǒng)的mcu控制器就可以實現(xiàn)dac0832傳感器的溫度信號采集.和傳統(tǒng)的控制處理工作再與pid進行智能化的控制,不但可以很大的提升溫度控制的運行速度、精度、而且還有助于大幅度地改善系統(tǒng)運行穩(wěn)定。3.5繼電器繼電器開關(guān)是一種主要屬于用來對其進行自動控制的電子式自動開關(guān)電路元件,它們都需要具有一個控制驅(qū)動系統(tǒng)和一個受到電機控制的驅(qū)動系統(tǒng),通常認(rèn)為適合廣泛應(yīng)用于各種自動控制的開關(guān)電路中,即用較小開關(guān)電流電壓去自動控制較大開關(guān)電流的一種"自動開關(guān)"。在控制電路當(dāng)中的它扮演著自動溫度調(diào)整、安全自動防護、變換控制電路的重要角色。該振動繼電器在產(chǎn)品設(shè)計中主要選擇采用的是電磁式振動繼電器,該樣一種繼磁斷電器一般主要包括振動鐵芯、線圈、銜接帶鐵、觸點和彈簧片三個大部分共同組成,給振動線圈內(nèi)部施加了一個合適的振動電壓,則線圈會自動出現(xiàn)由于有大量電流直接通過振動線圈所以因而產(chǎn)生的巨大電磁振動效應(yīng),銜接帶鐵鐵芯可以在電磁力的巨大影響下有效克服觸點彈簧的彈性牽引力,從而大大促進了線圈銜接帶鐵的彈性動觸碰接點與靜摩擦觸點相互間的復(fù)合。當(dāng)驅(qū)動線圈兩端停止連續(xù)供電后,拉力發(fā)生損失,則線圈動觸點與靜接觸點相互振動分離。3.6LED顯示運用FPGA實現(xiàn)LED數(shù)碼管動態(tài)顯示控制N個引腳led,當(dāng)數(shù)碼管的工作方式是在靜態(tài)狀態(tài)下進行視頻顯示,這時需要分別使用8xn條引腳和導(dǎo)線。因此對于一次多個點的led系列數(shù)碼管的動態(tài)顯示,可以考慮通過同時采用自動掃描顯示手段的多種方式來來實現(xiàn)一個led系列數(shù)碼管的多次動態(tài)顯示。實現(xiàn)的操作方法簡單就是一一列列地點點照亮各個在eled中的數(shù)碼管,循環(huán)地對它進行系統(tǒng)的自動顯示,即一個新的數(shù)碼管被系統(tǒng)顯示之后另一個新的數(shù)碼管馬上被系統(tǒng)顯示,利用了用戶眼睛的一個視覺暫留器的特征,可以同時看到多個新的數(shù)碼管同時被系統(tǒng)顯示。根據(jù)我們傳統(tǒng)的導(dǎo)線視覺瞬間停留顯示原理,每隔1-2秒鐘，led上的數(shù)碼管就會使得導(dǎo)線至少接通16次,這時眼睛會因為放在led上的數(shù)碼管燈光以一定頻率快速閃動從而認(rèn)為其燈光處于穩(wěn)定明亮狀態(tài)。正因如此眼睛看led上的數(shù)碼管顯示狀態(tài)短暫同時屏幕沒有任何閃爍顯示,就逐漸非常無法準(zhǔn)確地進行分辨。此時系統(tǒng)的延時(導(dǎo)通頻宰)也不是越來就太小了,因為led數(shù)字信號管的亮度在達到一定的亮度上需要花費相當(dāng)長的時間。若延時控制不穩(wěn)定就可能使得車輛發(fā)生閃光,或者是燈光的亮度不夠。據(jù)我們的實踐經(jīng)驗,延時0.0050秒就能夠達到令人滿意的效果。四傳感器的軟件設(shè)計系統(tǒng)工作流程圖ad590溫度傳感器的檢測能力也就是溫度每提高1k就可能會使傳感器增加1a的一個電流數(shù)值,該一個傳感器中的一次電流在其中一次電流流入10kq的一個電阻后將導(dǎo)致其中一次產(chǎn)生10mv的一個電壓。而0°c(等于273k)時,輸出一個交流電流273ua,經(jīng)過i/v的轉(zhuǎn)換后,將在此時輸出一個2.73v的交流電壓。如果我們所檢測得的是工作電壓值xv時,則我們認(rèn)為可由(x-273)+0.01得到需要進行測量的而工作溫度。adc0809的選擇是8位的數(shù)模變換器。測量的精度范圍為0.02v,當(dāng)adc0809的溫度變化值大于x時,所需要測得的溫度范圍t=(x*0.02-2.73):0.01=x*2-273.控制功能由FPAG實現(xiàn)。在FPGA中對測得的實際工作溫度T值和標(biāo)準(zhǔn)值temp進行分析比較,若實際環(huán)境溫度比設(shè)定的溫度值要低,那么我們輸出控制加熱時間信號到后向加熱器件,否則不進行研究加熱。當(dāng)檢測到實際溫度在tempconstant-3<t<tempconstant+3的標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)時，時鐘開始計時。如果溫度在設(shè)定時間內(nèi)保持在該范圍內(nèi)，F(xiàn)PGA向蜂鳴器輸出信號，實現(xiàn)報警功能。五實驗中的問題及解決方法對于FPGA的芯片并不是非常清楚是這次設(shè)計的主要問題,所以我就需要通過查閱許多相關(guān)資料來深入地理解這些FPGA芯片的一系列管腳,也就是它們的功能。其次是對單片機了解不足,明明很簡單的轉(zhuǎn)換,在不了解的情況下對我造成了很大的困擾。1、在理論上學(xué)習(xí)方面,查閱相關(guān)資料、通過各種網(wǎng)絡(luò)和傳播媒介等途徑來彌補其不足;在學(xué)習(xí)中,我們通過虛心地向同學(xué)們請教,自己也努力去學(xué)習(xí)和實踐,得到了一些困難的解決;專業(yè)性的解決問題,積極與學(xué)校指導(dǎo)老師取得聯(lián)系,促進了問題的有效發(fā)現(xiàn);在學(xué)習(xí)上,在態(tài)度上做了一些點滴的保持,在思想上做了一些端正,虛心向他人請教,得到了提高。2、多聽，多問，多學(xué)，學(xué)會認(rèn)真傾聽是自我提高的好方法。俗話說“看四方，聽四方”

，在日常工作中也非常有效，知識會讓人有無限的力量，只有知道得更多，學(xué)習(xí)得更多，才能更好地利用他們所學(xué)到的知識來完成工作。六結(jié)語經(jīng)過大學(xué)四年的學(xué)習(xí)研究，我終于完成了畢業(yè)論文的設(shè)計。這幾個月的忙碌辛苦，離不開指導(dǎo)教師對我的督促指導(dǎo)，細(xì)心教誨，以及同學(xué)朋友給了我許多靈感，在此我真誠的感謝大家給與我的幫助。感謝我的指導(dǎo)教師李建老師，我在論文編寫中遇到專業(yè)知識的問題，遇到論文排版的問題，遇到實驗研究上的問題，多虧老師淵博的知識及督促指導(dǎo)，正因如此我的論文雖然遇到困難，但最終得到完美的解決，這都離不開老師的耐心解答。還有我的同學(xué)朋友給予了我源源不斷的靈感，給了我很多寶貴真摯的意見，讓我的論文更好的完成。還有全體的智能工程學(xué)院教職工四年來認(rèn)真授課讓我們學(xué)習(xí)了專業(yè)知識還有做人做事的道理，讓我們成了更完美的自己，非常感謝大家！畢業(yè)論文就是對我四年來的一種考驗，考驗我們這四年學(xué)習(xí)到了什么專業(yè)知識，這些專業(yè)知識能否很好的運用到生活中，工作中。考驗我們?yōu)槿耸欠裾眹?yán)謹(jǐn)，對學(xué)術(shù)是否有嚴(yán)格的要求?？简炍覀兪欠褡月?，做事是否有章法，在撰寫論文時的步驟是否規(guī)范可行，還有很多很多，都體現(xiàn)在論文中。不僅是考驗，也是對我們一些能力的提升，并且對未來提供莫大的幫助。七參考文獻[1]王曉輝，基于FPGA的溫度控制電路測量系統(tǒng)設(shè)計，西安工業(yè)大學(xué)，2013[2]

黃志偉，F(xiàn)PGA