文档介绍：基于无叶风扇控制器的设计及应用
唐明良 张红梅 刘陈 摘 要:无叶风扇控制器的FPGA芯片采用XILINX公司的XC6SLX9作为系统控制核心,完成对无叶风扇的闭环控制,提供了一个带有8位LED显示、并使其集中到一块面板上基于无叶风扇控制器的设计及应用
唐明良 张红梅 刘陈 摘 要:无叶风扇控制器的FPGA芯片采用XILINX公司的XC6SLX9作为系统控制核心,完成对无叶风扇的闭环控制,提供了一个带有8位LED显示、并使其集中到一块面板上,使得操作方便快捷,直接在LED显示实时压强,设定压强,该设计中使用成品压强传感器,对压强进行实时采集,使用红外传感器采集人体信号信息,实现无人自动停机,有人自动开机,使该系统更加人性化、智能化。适宜大多数普通家庭、寝室、办公住所等。
关键词:FPGA 闭环控制 压强检测 人体检测
中图分类号:TM925 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)04(a)-0110-02
无叶风扇也叫空气增倍机,它能产生自然持续的凉风,因无叶片,不会覆盖尘土或伤到好奇儿童手指。更奇妙的是其造型奇特,外表既流线又清爽。产品灵感源于空气叶片干手器。干手器的原理是迫使空气经过一个小口“刷”干手上的水, mm宽、绕着圆环转动的切口里吹出来。因空气是被强制从这一圆圈里吹出来的,通过的空气量可增到15倍,时速可增至35 km。
1 系统的总体设计
总体设计思想
以FPGA为控制中心,外部传感器为检测元件,通过按键控制其无叶风扇的风速与开关,输出由LED显示数码管与红外人体电路组成,FPGA通过接收各个压力传感器的返回状态值来进行风速的控制,红外人体检测电路判断是否人,来进行风扇的开关控制(该功能可设置是否启用)。控制系统的总体设计框图如(图1)所示。
系统总机构
为了实现设计要求的基本功能,本系统必须包含四个基本功能模块:FPGA控制模块、压强采集模块、风扇控制模块和显示模块。
其中FPGA控制模块主要用于回应传感器信号和进行显示程控;传感器模块主要用于感应是否有物体通过,并形成电平信号输出,对风扇的实时控制;显示模块主要用于显示当前风扇的气压值,及设置的气压值。
为完善系统的功能同时能够达到系统的设计指标,本系统必须包含以下功能模块。
(1)复位电路:实现FPGA的复位控制。
(2)振荡电路:提供所需的FPGA时钟频率。
系统设计原理
本系统的外围电路相对比较复杂,功能的实现主要是从外部获取控制信号之后在FPGA中进行数据处理,数据处理完毕之后FPGA便将控制信号输出到报警电路进行报警,将显示数据输出到显示电路进行显示。所以本系统的FPGA数据处理方面的程序相对比较复杂一些,所有的感应信号和显示数据的处理和输入控制都是在FPGA中进行处理,这就要求在设计程序的时候要认真思考FPGA管脚的分配问题。
2 系统电路模块
DCP-100-LX9 FPGA核心板
型号:DCP-100-LX9
名称:FPGA 核心板
说明:此模块的FPGA芯片采用XILINX 公司的XC6SLX9,配置方