基于FPGA太陽能熱水器智能控制器的設(shè)計.pdf

1、隨著人民生活水平的提高以及公眾環(huán)保意識的增強，家用太陽能熱水器己走進了千家萬戶?？梢哉f，太陽能熱水器產(chǎn)品己成為中國可再生能源市場上需求量最大、發(fā)展最為迅速的產(chǎn)品之一。然而，目前我國市場上的太陽能熱水器控制系統(tǒng)大多采用微控器芯片，這種系統(tǒng)功能單一，操作復(fù)雜，控制不方便，抗干擾能力差，而且不能夠?qū)λ疁剡M行良好的控制，即便具有輔助加熱的功能，也常常會出現(xiàn)加熱不足或過燒，這不僅會造成很大的安全隱患，還會浪費了大量的電能。 基于上述原因，

2、本文依據(jù)模糊控制算法，以FPGA芯片為主體，設(shè)計了一套具有太陽能加熱與電加熱結(jié)合的恒溫模糊控制系統(tǒng)。這套系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：可以自定制指令、可在線修改硬件電路、外部擴展能力強、使用方便、開發(fā)周期短、開發(fā)費用低。 本系統(tǒng)利用集成開發(fā)工具quartus、sopc、NIOS Ⅱ IDE，采用自底向上的設(shè)計方法，從硬件和軟件兩部分對FPGA進行設(shè)計。 硬件部分設(shè)計中，首先，設(shè)計了外圍硬件電路模塊，主要包括：溫度檢測模塊、鍵盤輸入模

3、塊、顯示模塊、A/D模塊、FPGA模塊、水位檢測模塊、上水控制、加熱控制模塊；其次，采用自下向上的設(shè)計方法，在FPGA內(nèi)部設(shè)計了硬件電路模塊，主要包括：定時模塊，處理器模塊，各種功能的輸入輸出模塊，模糊控制模塊，模糊查詢模塊；再次，對各個子模塊進行功能與時序的仿真：最后，在頂層進行硬件系統(tǒng)整體優(yōu)化設(shè)計。 軟件部分設(shè)計中，依照設(shè)計要求劃分了幾個功能模塊，進行各個子模塊設(shè)計。主要包括：模糊控制算法過程、模糊查詢表格、以及模糊控制子程