一种基于FPGA的智能温度控制器制造技术

本实用新型专利技术提供的一种基于FPGA的智能温度控制器，包括两个FPGA开发板，分别为数据处理板以及指令执行板、两个无线传输模块、显示模块、温度采集模块、加热模块以及降温模块；在数据处理板以及指令执行板上分别设置有一个无线传输模块用于两个FPGA开发板的互联，所述的温度采集模块与所述的指令执行板连接，所述的加热模块以及降温模块均与指令执行板连接，所述的显示模块与所述的数据处理板连接。能够实现实时高效，也能够做到远程控制，拥有安全性。同时硬件电路体积小，又能显示温控的状态，便捷性得到了保障具有高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的智能温度控制器
本技术涉及温控器领域，特别涉及一种分体式锁体的安装结构。
技术介绍
温控器应用范围非常广泛，不同种类的温控器应用在家电、电机、制冷或制热等众多产品中。使用嵌入式操作系统无法保证精确的实现温控。使用单片机和A/D变换器虽然可以完成高精度的温控，但是温控范围不符合本次设计的要求，并且成本较大。使用Labview来采集温度并做出反馈需要用到PC机，虽然设计出的温控器合乎要求，但是实现手段繁琐，不如直接用单片机简便。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服上述问题，提供一种基于FPGA的智能温度控制器。为达到上述目的，本技术采用的方法是：一种基于FPGA的智能温度控制器，包括两个FPGA开发板，分别为数据处理板以及指令执行板、两个无线传输模块、显示模块、温度采集模块、加热模块以及降温模块；在数据处理板以及指令执行板上分别设置有一个无线传输模块用于两个FPGA开发板的互联，所述的温度采集模块与所述的指令执行板连接，所述的加热模块以及降温模块均与指令执行板连接，所述的显示模块与所述的数据处理板连接。作为本技术的一种改进，所述的包括两块FPGA开发板采用Basys3FPGA开发板、两个无线传输模块采用PMODRF2无线传输模块、显示模块采用PmodCLP显示模块、温度采集模块采用PMODTMP2温度采集模块。作为本技术的一种改进，所述的降温模块为风扇。作为本技术的一种改进，所述加热模块为电位器电热丝。有益效果：本技术通过无线传输模块把采集到的温度数据给FPGA来处理，并通过显示模块来显示相关温度数据和温控器工作情况，然后再由FPGA通过无线传输模块反馈数据来控制温控加热模块，实现加热、降温或恒温。FPGA是专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA可通过使用框图或者硬件描述语言来设计从简单的门电路到FIR或者FFT电路，并且FPGA的工作频率由FPGA芯片以及用户设计决定，可以通过修改设计或者更换更快的芯片来达到某些苛刻的要求。FPGA通过温度采集模块和无线传输模块以一定频率采集温度数据并与设置温度相比较，从而再通过无线传输模块对加热降温模块发出指令，进行不同的工作。可以做到实时高效，也能够做到远程控制，拥有安全性。同时硬件电路体积小，又能显示温控的状态，便捷性得到了保障具有高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性等特点。附图说明图1为本技术的系统框图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本技术，本实施例在以本技术技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。如图1所示为该温控器的系统框图。本电路包括两块Basys3FPGA开发板，两个PMODRF2无线传输模块负责通信以实现两块开发板的互联，一个PmodCLP显示模块，一个PMODTMP2温度采集模块作为数据采集模块以及风扇和电位器电热丝作为加热降温模块。POMDTMP2将采集到的温度数据通过PMODRF2无线传输模块传输给第一块Basys3开发板与设置的温度进行比较，若采集到的温度高于设置的温度，则这块Basys3开发板发出控制信号通过无线传输模块送到第二块Basys3开发板使加热停止并且风扇开始工作，如果采集到的温度低于设置的温度，则相反，风扇停止工作并且加热丝开始工作。常用的温度传感器如热敏电阻等模拟类器件存在非线性和参数不一致的问题，而且数据传输的便利性有待提高，因此采用PmodTMP2温度检测模块。PmodTMP2是一款基于AnalogDEVICES®ADT7420的环境温度传感器，测量范围是−40°C至+150℃，具有精度优于0.25ºC的16位环境温度传感器，可编程的高温和低温控制引脚，并且连续转换时间为240ms。ADT7420内置14个寄存器：分别为9个温度寄存器，1个状态寄存器，1个ID寄存器，1个配置寄存器，1个地址指针寄存器，1个软件复位。全部寄存器均为8位宽。温度值寄存器、状态寄存器和ID寄存器是只读寄存器。软件复位是只写寄存器。通电时，地址指针寄存器装载0x00并指向温度值寄存器最高有效字节(寄存器地址0x00)。在正常模式(默认上电模式)下，ADT7420运行自动转换序列。在此自动转换序列期间，转换通常需240ms完成，并且ADT7420连续进行转换。这意味着，一个温度转换一旦完成，另一温度转换立即开始。器件的转换时钟内部产生。只有在从串行端口读取或写入串行端口时才需要外部时钟。每个温度转换结果都存储在温度值寄存器中并可通过I2C接口获得。在连续转换模式下，读取操作提供最近的转换结果。与大多数I2C兼容器件一样，ADT7420也具有7位串行地址。此地址的5个MSB从内部硬连线至10010。引脚A1和引脚A0设置2个LSB。这些引脚可以配置成低和高两种电平，以提供4种不同的地址选项。PmodTMP2通过I²C协议与Basys3开发板通信可以根据JP1和JP2跳线块的状态选择四个I²C地址之一。通过FPGA开发板上的扩展端外接显示屏，将采集到的数据显示出来。本技术方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于FPGA的智能温度控制器，其特征在于：包括两个FPGA开发板，分别为数据处理板以及指令执行板、两个无线传输模块、显示模块、温度采集模块、加热模块以及降温模块；在数据处理板以及指令执行板上分别设置有一个无线传输模块用于两个FPGA开发板的互联，所述的温度采集模块与所述的指令执行板连接，所述的加热模块以及降温模块均与指令执行板连接，所述的显示模块与所述的数据处理板连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的智能温度控制器，其特征在于：包括两个FPGA开发板，分别为数据处理板以及指令执行板、两个无线传输模块、显示模块、温度采集模块、加热模块以及降温模块；在数据处理板以及指令执行板上分别设置有一个无线传输模块用于两个FPGA开发板的互联，所述的温度采集模块与所述的指令执行板连接，所述的加热模块以及降温模块均与指令执行板连接，所述的显示模块与所述的数据处理板连接。


2.根据权利要求1所述的基于FPGA的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周佳顺，
申请(专利权)人：金陵科技学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32