洗衣机控制器的FPGA程序设计与仿真开题报告

 2020-02-20 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

自19世纪中期,美国人史密斯研制出世界上首台洗衣机至今,洗衣机的发展已经历了一个多世纪。国内外的研究现状也有所不同。1910年世界上第一台洗衣机问世,标志着人类家务劳动自动化的开始。1922年的搅拌式洗衣机到70年代后期的全自动洗衣机,洗衣机行业在不断进行改革。全自动洗衣机可分为两类:电动控制洗衣机和电脑控制洗衣机。随着工业化的加速,世界各国也加快了洗衣机的研制步伐,首先英国研制并推出了一种喷流式洗衣机。进入90年代,由于电机调速技术的提高,实现了洗衣机宽范围、大调速比的转速变换与调节,诞生了各种新水流洗衣机。20世纪末到21世纪初,变频洗衣机问世,使洗衣机的功能更具人性化,实现真正意义上的智能化控制,成为目前人们研究的主要方向。

由于我国洗衣机起步晚,在技术方面和质量方面与国外存在一定的差距。所以现在内资品牌正立足技术升级,也开始重视高端产品研发,国内的洗衣机产业也在不断发展。随着更多国内外强势品牌加入研究新的技术,开发新的产品,洗衣机行业将爆发新一轮以“绿色环保”、“节水节能”为主题的大战。而技术制高点则是未来的竞争焦点。消费者选择自动选择进水量和洗衣程序,进一步实现省水、省电。普通的洗衣机已不能满足人的需求,所以需研究多功能的全自动洗衣机。

自现场可编程门阵列(field-programmable gate array,fpga)器件诞生以来,fpga产业迅速发展,一方面技术性能不断加强,加工工艺从2μm 发 到65nm,晶体管数量从8.5万个增长到10亿个以上,不断加入各种实现常用功能的软硬核;另一方面应用领域不断扩张,从传统的通信业不断向消费电子、汽车、工业控制等非传统领域渗透。fpga 性能的提高和成本的降低使其不断抢占dsp、asic、assp和嵌入式处理器市场,fpga的开发和应用已经形成一个庞大的产业。fpga所具备的众多优点使其在未来的信息家电和智能家电中拥有极其广阔的应用前景,因此积极研究fpga在家电控制方面的应用具有巨大的商业价值和重要的社会意义。

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2. 研究的基本内容与方案

利用可编程逻辑器件丰富的内部资源,借助eda(电子设计自动化)工具(如max+plusⅡ)把家电控制器电路集成在一片fpga(现场可编程门阵列)芯片内,这样就无需专门的单片机和外部逻辑电路。从而减小了电路的体积、提高了系统的稳定性。本次电路设计是洗衣机控制器设计。

设计的主要内容是:

(1)设计一个洗衣机控制器,使洗衣机作如下运转:定时启动,正转20秒,暂停10秒,反转20秒,暂停10秒,定时不到,重复上面过程。

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3. 研究计划与安排

2018.02-2018.03 查阅相关资料、撰写开题报告、翻译英文资料;

2018.03-2018.04 学习fpga洗衣机控制器设计并在软件上实现;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 潘松著.eda技术实用教程(第二版)[m]. 北京:科学出版社,2005.

[2] 康华光主编.电子技术基础 模拟部分[m]. 北京:高教出版社,2006.

[3] 阎石主编.数字电子技术基础[m]. 北京:高教出版社,2003.

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