文 献 综 述

电风扇曾一度被认为是空调产品冲击下的淘汰品，其实并非如此，市场人士称，家用电风扇并没有随着空调的普及而淡出市场，近两年反而出现了市场销售复苏的态势。其主要原因：一是风扇和空调的降温效果不同#8212;#8212;空调有强大的制冷功能，可以快速有效地降低环境温度，但电风扇的风更温和，更加适合老人儿童和体质较弱的人使用；二是电风扇有价格优势，价格低廉而且相对省电，安装和使用都非常简单。尽管电风扇有其市场优势，但传统电风扇还是有许多地方应当进行改良的，最突出的缺点是它不能根据温度的变化适时调节风力大小，对于夜间温差大的地区，人们在夏夜使用电风扇时可能遇到这样的问题：当凌晨降温的时候电风扇依然在工作，可是人们因为熟睡而无法察觉，既浪费电资源又容易引起感冒，传统的机械定时器虽然能够控制电风扇在工作一定后关闭，但定时范围有限，且无法对温度变化灵活处理。鉴于以上方面的考虑，我们需要设计一种智能电风扇控制系统来解决这些问题。本设计的前景很广，可以在各大校园进行广泛推广，相信会获得众多大学生的欢迎，尤其是寝室未装空调的各大校园。

目前大多数此类设计主要是以51单片机为主要控制核心，基于FPGA的并不是很常见，传感器部分有的采用热敏电阻，有的采用DS18B20，后者的技术更为成熟，可以根据需求具体选择。调速方式的选择有两种：一、采用PWM控制；二、采用可控硅控制。PWM具有很强的抗躁性，且有节约空间，比较经济。

本设计的整体思路是：以XILINX FPGA作为控制中心，通过温度传感器DS18B20检测环境温度并直接输出数字温度信号给FPGA进行处理，在LCD数码管上显示当前环境温度值以及预设温度上下限值。通过按键输入预设温度上下限值，其中预设温度值只能为整数形式，检测到的当前环境温度可精确到小数点后一位。同时采用PWM脉宽调制方式来改变风扇电机的转速。通过按键设置预设温度值，一个温度上限值，另一个温度下限值。本次设计采用VerilogHDL语言编写程序，并用Modelsim软件进行仿真，采用ISE下载到开发板实现功能。

1 Verilog HDL

Verilog HDL是一种硬件描述语言（HDL:Hardware Discription Language），是一种以文本形式来描述数字系统硬件的结构和行为的语言，用它可以表示逻辑电路图、逻辑表达式，还可以表示数字逻辑系统所完成的逻辑功能。Synplify Pro是高性能的FPGA综合工具，为复杂可编程逻辑设计提供了优秀的HDL综合解决方案，它包含了BEST算法对设计进行整体优化；自动对关键路径做Retiming，可以提高性能高达25%；支持VHDL和Verilog的混合设计输入，并支持网表*.edn文件的输入；增强了对System Verilog的支持；Pipeline功能提高了乘法器和ROM的性能；有限状态机优化器可以自动找到最优的编码方法；在timing报告和RTL视图及RTL源代码之间进行交互索引；自动识别RAM，避免了繁复的RAM例化。

2 ModelSim平台

Mentor公司的ModelSim是业界最优秀的HDL语言仿真软件，它能提供友好的仿真环境，是业界唯一的单内核支持VHDL和Verilog混合仿真的仿真器。它采用直接优化的编译技术、Tcl/Tk技术、和单一内核仿真技术，编译仿真速度快，编译的代码与平台无关，便于保护IP核，个性化的图形界面和用户接口，为用户加快调错提供强有力的手段，是FPGA/ASIC设计的首选仿真软件。

3 ISE平台 　　

Foundation Series ISE（简称ISE）[3]是由著名的可编程器件开发厂商Xilinx 公司提供的集成化开发平台。ISE 具有界面良好、操作简单的特点，再加上Xilinx 的FPGA 芯片占有很大的市场，使得ISE 成为了非常通用的FPGA 工具软件。