基于FPGA的太陽能熱水器全功能控制器的研究.pdf

1、　　能源問題、環(huán)境問題日益受到國家和人民的重視。利用太陽能產(chǎn)生熱水的太陽能熱水器已經(jīng)走進(jìn)了千家萬戶，成為我國可再生能源市場上發(fā)展最迅速、技術(shù)最成熟、需求量最大的產(chǎn)品之一。然而，目前家用太陽能熱水器控制器多采用微控制器芯片，這種系統(tǒng)存在功能單一、實(shí)時(shí)性差、抗干擾能力較差以及不能實(shí)現(xiàn)即開即熱等缺點(diǎn)。
　　針對以上不足，本文根據(jù)模糊控制算法，給出了一種以FPGA芯片為主體SOPC技術(shù)為核心的具有太陽能加熱和電輔助加熱協(xié)調(diào)工作的二維模糊

2、溫度控制系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)整體上采用了自底向上的設(shè)計(jì)方法，在Quartus II、SOPC Builder集成開發(fā)環(huán)境下進(jìn)行系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，同時(shí)在Nios II IDE軟件平臺進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。本文對FPGA技術(shù)和SOPC技術(shù)及開發(fā)環(huán)境、開發(fā)流程進(jìn)行了研究。首先，利用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，在FPGA內(nèi)部研究Nios II定制、定時(shí)模塊、模糊控制模塊、SDRAM控制器模塊、LCD控制器模塊、EPCS控制器模塊以及輸入輸出模塊的電路設(shè)計(jì)。其次，對溫度檢

3、測模塊、水位檢測模塊、水流檢測模塊、鍵盤模塊、液晶顯示模塊及繼電器輸出模塊等外圍電路模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)，對主控模塊中系統(tǒng)時(shí)鐘、電源、復(fù)位模塊、配置模塊、SDRAM模塊、JTAG接口模塊電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。然后，對各個(gè)功能模塊進(jìn)行功能仿真和板級調(diào)試。最后，在頂層文件中完成硬件系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)并實(shí)施優(yōu)化。
　　本設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制量較多，軟件設(shè)計(jì)較復(fù)雜，所以根據(jù)對控制系統(tǒng)的功能要求，將軟件設(shè)計(jì)劃分為鍵盤模塊、模糊控制模塊、LCD顯示模塊、溫度檢測模