基于FPGA的洗衣機控制系統(tǒng)設(shè)計
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3．1 模式控制電路設(shè)計
在模式控制電路中，用key1、key2、key3 3個按鈕選擇模式，分別代表強洗、標(biāo)準(zhǔn)、輕柔。在洗滌之前選擇洗滌的模式，在洗滌的過程中由FPGA輸出控制信號，控制洗滌電機的工作。根據(jù)洗滌控制電路性能要求，搭建硬件原理圖，編譯后對key1、key2、key3進行時序仿真，分析時序關(guān)系，估計設(shè)計的性能及檢查和消除競爭冒險。仿真結(jié)果如圖2所示。其中Output輸出的是控制電機轉(zhuǎn)速的PWM波形。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/190013.htm
由上圖可以看出，當(dāng)依次按下key1、key2、key3時，output輸出波形的頻率是越來越小，使得電機轉(zhuǎn)速也是越來越小，電機的輸出力矩也會隨之變小。
3．2 電機控制模塊設(shè)計
在電機控制模塊里，通過FPGA輸出驅(qū)動信號，控制洗滌電機的正反向轉(zhuǎn)動，以達到洗滌的目的。根據(jù)原理和性能要求，搭建硬件原理圖，編譯后對洗滌電機控制信號進行時序仿真，來研究其性能是否符合設(shè)計的要求。仿真結(jié)果如圖3所示。
圖中的clr為片選信號，輸出output為電機驅(qū)動信號，fd為電機方向信號，output16是送往SOPC的信號，clr是由SOPC送出的控制信號。由仿真圖看出，當(dāng)片選信號clr為高電平時，開始10個PWM波形的fd信號為高，接下來的后10個PWM波形電機方向信號fd則變?yōu)榈碗娖?。這個過程說明洗衣機完成了一次順時針洗衣和逆時針洗衣的過程，順時針洗衣服的時間是由lpm_cunstant控制的，在這里用10個波形代替。
3．3 整體流程圖設(shè)計
硬件設(shè)計調(diào)試完成后，還要進行軟件系統(tǒng)設(shè)計。在C語言文件中編寫C程序進行SOPC的編程(簡稱軟核編程)。最后利用NiosII軟件把Quar tus II產(chǎn)生的硬核文件．SOF文件和Nios II軟件產(chǎn)生的．JDI文件下載到存儲器。整體工作流程圖如圖4所示。
洗衣機在通電后先要手動的關(guān)閉排水閥，再進行人工注水，然后設(shè)置洗滌的模式和洗滌的時間。當(dāng)各項設(shè)置完成后按下啟動按鈕，這是洗衣機開始正常的工作，同時定時器開始工作。在工作過程中由循環(huán)程序和FPGA協(xié)同控制洗滌電機的轉(zhuǎn)動，當(dāng)洗滌完成后蜂鳴器報警，洗滌工作結(jié)束。
4 結(jié)束語
本文洗衣機控制系統(tǒng)的組成成本低廉、原理簡單、使用方便、結(jié)構(gòu)緊湊，而且FPGA具有很強的可編程性，在日后的實際使用中可繼續(xù)開發(fā)拓展更多的功能。在設(shè)計和最后的開發(fā)板仿真中，結(jié)果表明該系統(tǒng)實現(xiàn)了控制邏輯功能，具有洗滌、定時、數(shù)碼顯示等功能，可很好的替代傳統(tǒng)的機械式控制系統(tǒng)，在洗衣機的控制方面具有很高的實用價值。
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