1.2 VHDL语言概述
VHDL于1982年诞生。1987年底,它被IEEE与美国国防部共同确定为标准的硬件描述语言 。自从IEEE-1076之后,各种设计EDA的公司陆续研发出各自的硬件描述语言设计环境,可以和VHDL接口。1993年,IEEE对VHDL进行了修订,从更高抽象层次和系统描述能力上扩展硬件描述语言的内容,公布了新的硬件描述语言,即IEEE标准的1076-1993版本,简称93版。VHDL在电子工程领域,它基本上已经成为了通用硬件描述语言[4]。
硬件描述性语言能够被大家广泛应用,它必然相对其他硬件描述语言拥有更多的优点。归纳起来,VHDL 语言主优点包括:(1) VHDL功能强大,设计多种多样;(2) VHDL语言同时还有十分很强的硬件的描述能力;(3) VHDL语言同时具有很强的移植能力;(4) VHDL的设计描述与器件无关;(5) VHDL易于共享和复用。
1.3 Quartus II 开发系统简介
Quartus II 是Altear公司综合性PLD/FPGA开发软件,它支持多种设计输入形式,如:原理图、VHDL、VerilogHDL以及AHDL(Altera Hardware Description Language)等,内嵌综合器和仿真器,Quartus II可完成设计输入与硬件配置的完整设计流程。
Quartus II可以在XP、Linux以及Unix上使用,除能使用Tcl脚本来完成设相应计流程外,还提供用户完整的图形界面的设计方式。Quartus II有界面统一、运行快、功能集中、易学、易用的特点。Quartus II 通过与DSP Builder和Matlab/Simulink相结合,从而方便实现各DSP应用系统,由系统级设计,嵌入式开发,可编程逻辑设计等于一体的一个综合性开发平台[5,6]。
1.4 系统总体设计
本设计用FPGA(现场可编程门阵列)实现,遵循自顶向下的设计思想,采用VHDL硬件描述语言设计[7,8]。实现微波炉的各个控制模块,通过VHDL编程实现各底层模块的功能,根据题目要求,微波炉控制器总体框图如图1,该系统控制部分以FPGA芯片为核心,实现时间设置、温度设定、火力选择、音效响应提示、LED数码管显示等,在硬件组成上,涉及到电源供电、按键输入、LED数码管显示、指示灯提示等[9]。
本系统采用Cyclone II芯片EP2C35F672C8作为控制芯片,16个按键组成的4*4矩阵键盘,每个按键代表的功能如图2所示,8个LED作为8个状态提示指示灯, 4位LED数码管显示加热倒计时,3位LED数码管显示当前温度值,1位LED数码管显示当前火力档位[10]。
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