在数字电路设计领域，随着微电子技术的迅猛发展，其设计的复杂程度在不断地增加，而且电子产品更新换代的步伐也越来越快。EDA技术是用于电子产品设计中比较先进的技术，它具有其他电子产品设计技术无法比拟的优势，比如使用这种技术从程序中修改错误时，不需要提供额外的硬件电路等。使用EDA技术进行产品的相应设计时，不仅可以缩短产品开发周期，而且可以节约开发成本^[1]。EDA技术自问世以来，发展极为迅速，已然成为了当今电子设计中的一个支柱。现阶段EDA技术涉及范围广，内容丰富。人们从实用与教学角度将其分为大规模可编程逻辑器件、硬件描述语言、软件开发工具和实验开发系统四个方面^[2]。

在过去的几十年中，数字电路设计经历了革命性的发展。现场可编程门阵（FPGAs）现在可以达到上百万门，同时可以拥有上万个翻转触发器。这意味着，用传统逻辑设计方法分析电路不再可行。实际上，现在的工程师都是通过编写硬件描述语言来设计数字系统。目前最常见的硬件描述语言是VHDL和Verilog ^[3]。FPGA和CPLD是实现EDA技术最终目标的主流器件。它们的特点是直接面向用户、具有极大的灵活性和通用性、使用方便、硬件测试和实现快捷、开发效率高、成本低、上市时间短、技术维护简单、工作可靠性好等。FPGA和CPLD的应用是EDA技术有机融合软硬件电子设计技术、SOC和ASIC设计，以及对自动设计与自动实现最典型的诠释。

目前，国内外空调控制器的实现方法有很多种。第一种是用单片机来实现。单片机的接口性能比较良好，容易实现人机接口，但是由于单片机的集成度较低，系统设计就比较复杂^[4]。第二种是基于ARM7的空调控制器的实现。这种方法的缺点是PID控制参数调整有一定的难度，并且应用程序不够完善^[5]。第三种是基于嵌入式的VRV空调控制器的研究。第四种方法是利用特殊用途的芯片来实现。这种方法的缺点是灵活性差，而且开发工具不完善^[6]。最后一种就是利用FPGA等可编程逻辑器件来设计空调控制器。由于FPGA产品发展迅速，人们可以利用Altera、Xilinx等公司提供的产品，使用其相关的开发工具和VHDL或Verilog HDL等硬件开发语言，通过软件编程用硬件实现特定的功能。这一方法由于其通用性并可实现其他功能，因此目前是比较活跃的研究领域。

2. 研究的基本内容与方案

本设计内容要求设计一款基于FPGA的空调控制器，要求将采集环境温度送给FPGA处理，控制器通过比较采集的温度和用户设置的温度来做出发送降温还是加热的控制信号给空调机。同时通过FPGA芯片实现定时和控制显示，使用数码管将传感器测量到的温度，设置的温度、定时时长都显示出来。根据内容要求，首先需要从外界采集环境温度，然后将采集到的温度和用户设定的温度比较，从而得出代表升温或降温的信号，但并不需要控制硬件进行升温或者降温的动作。同时用户可以通过相应的按键设定空调运行的时间，最后使用数码管将传感器测量到的温度，用户设置的温度、定时时长都显示出来。