基于FPGA太陽(yáng)能熱水器智能控制器的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著人民生活水平的提高以及公眾環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，家用太陽(yáng)能熱水器己走進(jìn)了千家萬(wàn)戶?？梢哉f(shuō)，太陽(yáng)能熱水器產(chǎn)品己成為中國(guó)可再生能源市場(chǎng)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(guó)市場(chǎng)上的太陽(yáng)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(jìn)行良好的控制，即便具有輔助加熱的功能，也常常會(huì)出現(xiàn)加熱不足或過(guò)燒，這不僅會(huì)造成很大的安全隱患，還會(huì)浪費(fèi)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(jì)了一套具有太陽(yáng)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(diǎn)：可以自定制指令、可在線修改硬件電路、外部擴(kuò)展能力強(qiáng)、使用方便、開發(fā)周期短、開發(fā)費(fèi)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(jì)方法，從硬件和軟件兩部分對(duì)FPGA進(jìn)行設(shè)計(jì)。 硬件部分設(shè)計(jì)中，首先，設(shè)計(jì)了外圍硬件電路模塊，主要包括：溫度檢測(cè)模塊、鍵盤輸入模

3、塊、顯示模塊、A/D模塊、FPGA模塊、水位檢測(cè)模塊、上水控制、加熱控制模塊；其次，采用自下向上的設(shè)計(jì)方法，在FPGA內(nèi)部設(shè)計(jì)了硬件電路模塊，主要包括：定時(shí)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(duì)各個(gè)子模塊進(jìn)行功能與時(shí)序的仿真：最后，在頂層進(jìn)行硬件系統(tǒng)整體優(yōu)化設(shè)計(jì)。 軟件部分設(shè)計(jì)中，依照設(shè)計(jì)要求劃分了幾個(gè)功能模塊，進(jìn)行各個(gè)子模塊設(shè)計(jì)。主要包括：模糊控制算法過(guò)程、模糊查詢表格、以及模糊控制子程