基于FPGA的制冷温度控制器开题报告

1. 研究目的与意义

温度检测和控制系统在实际中有着广泛的应用，fpga在控制领域也有很广泛地应用。

但是长期以来，温度的测控系统还是基于传统的单片机控制核心。

随着电子技术的发展，fpga的成本更加低廉，而其优异的性能更加速了它在应用领域的推广。

2. 国内外研究现状分析

在国内外，基于FPGA的温度测量控制的研究已经有了不少的成果。例如，安徽大学的李健等人设计的温度测控系统采用模拟温度传感器AD590和FPGA控制核心。FPGA相对传统的单片机控制核心，速度快、修改方便、可减少开发的成本和时间，并增加系统的灵活性。此系统已成功应用于温室大棚的温度检测和控制，比传统的用温度计测量等人工测量和控制，不仅节省了人力，也提高了生产效率。实践表明，这种系统可以广泛应用于其它对温度精度要求不太高的场合。武汉大学的阳兵等人设计的温度控制系统的前级采用LM35型模拟集成温度传感器来采集温度信号，采用FPGA的控制核心，温度控制系统采用了PID 算法，通过调功法来调节温度。由于基于FPGA的控制核心，系统的处理速度有了很大的提高。这种方法对那些对温度的精度和灵敏度要求较高的情况，能够完美胜任。比如，在恒温实验室中，常要求长时间的保持恒定温度，这时，就要求温度控制系统不仅能准确地控制温度，还要快速达到设定的温度。内蒙古工业大学的何文龙等人设计的系统采用直接输出数字量的DSl8B20温度传感器，其输出量为频率脉冲信号，能够减小测量误差。而与FPGA的结合，将系统的体积进一步缩小了，增加了系统的便携性。

3. 研究的基本内容与计划

一、研究内容采用FPGA为控制核心，通过电路设计，扩展外围电路，实现食品机械制冷设备的温度控制，温度的显示功能。

将会从以下几方面展开：1、系统硬件结构设：硬件包括温度传感器、FPGA、键盘控制设备、LED显示设备、制冷片驱动模块2、FPGA功能模块设计：应用VHDL进行硬件编程3、温度数据采集模块设计：采用DS18B20传感器4、控制模块设计：控制LED进行温度显示和固态继电器控制制冷片的工作来实现温度的控制二、研究计划 (1) 第1-3周：明确设计任务，查资料，初步熟悉VHDL语言、QuartusII软件和撰写开题报告； (2) 第4-5周: 确定总体设计方案； (3) 第6-7周：硬件电路的搭建； (4) 第8-12周: 程序的编写、仿真、调试； (5) 第13-14周：系统最后的调试阶段，以及撰写毕业论文； (6) 第15-16周：毕业答辩。

4. 研究创新点

应用DS18B20简化硬件的设计采用PID控制算法来加强控制的精度