基于FPGA智能窗控制系统 PIN1至PIN4为信号线，步进电机每转过一格即5.625度需要8拍完成，即PIN1至PIN4，依次给信号: 0001-0101-0100-0110-0010-1010-1000-1001，则步进电机转过一格（5.625度）。如果需要转过多格，则只需要重复给这8拍信号即可。如果步进电机需要反转，则只需要倒着给脉冲信号，即PIN1至PIN4，依次给信号:：
1001-1000-1010-0010-0110-0100-0101-0001，即可倒转一格（-5.625度）。如图4-5 步进电机控制的状态图所示。
用L298N驱动步进电机，L298N 工作电压方式为直流,直流电动机采用PWM信号平滑调速。其工作原理为L298N可以驱动两台直流减速电机。通过正转和反转，控制智能窗的打开和关闭。在Verilog中，采用状态机控制步进电机较为方便。定义方向控制变量input aspect[0:1]，当aspect的值为10时，电机状态在外圈沿顺时针方向转换，即电机正转；当aspect的值为01时，电机状态在外圈沿顺时针方向转换，即电机逆转；当aspect为其他值时，电机回到且保持在中心状态0000。
10000101Others100110Others1001011001Others01100010101010OthersOthers01010010100000OthersOthers01Others100101011001000110 图4-5 步进电机控制的状态图
部分代码如下：
module STEP(clk,aspect,left_stop,right_stop,step_motor); input clk; //系统时钟
input [1：0] aspect; //open：10; close：01; input left_stop; //上升沿触发关窗停止 input right_stop; //上升沿触发开窗停止 output reg [3：0] step_motor; //内部寄存器 reg [2：0] step; reg clk500;
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stop：00;
基于FPGA智能窗控制系统 reg [15：0] STEP_cnt; //状态定义
parameter step0=4’h1; parameter step1=4’h5; parameter step2=4’h4; parameter step3=4’h6; parameter step4=4’h2; parameter step5=4’ha; parameter step6=4’h8; parameter step7=4’h9;
//*************************代码开始****************************** //时钟分频
always @(posedge clk) begin
STEP_cnt<=STEP_cnt+1; if(STEP_cnt==16’d50000) clk500<=~clk500; end
always @(posedge clk500) begin
step<=step+1; end
//control pace． cnt is larger,motor is slower
4.4 实现中文短信发送
GSM无线通信模块收发信息主要由3部分组成：初始化、发送短消息、接收短消息，其流程如图4-6、图4-7所示。
4.4.1 无线通信模块初始化
初始化中应注意以下几点：
1.在启动TC35I时，必须给IGT加一个大于100ms的低脉冲，电平下降持续时间不可超过1ms ，由OC、OD门驱动；
2.在发送AT指令之前必须先建立AT连接，当系统接受到OK时说明连接成功TC35i能够正常工作，这时就可以测试各类AT命令。
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基于FPGA智能窗控制系统 开始启动TC35i模块建立AT连接设置短信模式设置短信中心地址设置短信接收模式结束 图4-6 TC35i初始化程序流程图
4.4.2 无线通信模块发送短信息
发送短信息部分分为两种情况讨论：
1.当TC35i处于PUD模式下时，则AT+CMGS=本短消息发送字符总长度； 2.当TC35i处Text模式下时，则AT+CMGS=目的手机号码；
其中无论TC35i处于哪种模式下在建立AT+CMGS连接时，当系统发出AT+CMGS指令时，只有当系统接受到“>”字符时，才能说明AT+CMGS连接成功。如图4-7 TC35i短信发送程序流程图所示。
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基于FPGA智能窗控制系统 开始建立AT+CMGS连接N返回“>”字符Y发送短信内容发送接收符号0x1A结束
图4-7 TC35i短信发送程序流程图
4.4.3 无线通信模块接收短信息
本系统是采用串行中断来接收短信息的，所以系统在初始化时必须先设置好波特率和串行中断初始化。在接收信息时应注意，接收短信的内容是从接收数据的第51个字节开始的。如图4-8 TC35i短信接收程序流程图。
开始关中断接收数据Y数据有误N存储数据开中断结束
图4-8 TC35i短信接收程序流程图
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基于FPGA智能窗控制系统 5 应用与推广
5.1 智能窗的基本应用
随着科技的发展，人们生活水平的日益提高，智能窗的应用领域将变得越来越广。从普通的居民楼、教学楼到高级酒店、别墅、大型商务楼，智能窗的优势都将突显得淋漓尽致。下面从该项目所设计的智能窗的应用方面对它进行介绍：
多样性、可选择度广：
由于整套系统结构简单，所运用的模块技术成熟，用户完全可以根据自己的需求以及所处环境选择所需功能。例如，在湿度较大的南方，可选择具有湿度检测功能的智能窗;对于使用液化气的用户，则可选择能够实时监测室内有害气体含量的智能窗；而对于担心家庭财产安全的用户，则可选择配备红外线报警系统的智能窗。有了多种功能的搭配，满足了用户的不同需求。
1.低碳环保、节能高效：
该系统的核心控制芯片Cyclone IV系列EP4CE6F17C8N的内核所需电压进位1.7V，极低功耗。在程序设计上，设计了节能模式，当系统没有要执行的任务时，使系统在工作在待机状态，耗电量更低。
2.安装方便、造型美观：
智能窗系统中的传动装置采用齿轮齿条电动开窗器，结构简单、小巧，易于安装，同时它采用铝合金外壳，使其安装后美观且不影响窗户的采光。而且该套系统广泛用于推拉式窗户，安装时不需改变窗体的构造，这样极大地提升了它的实用性。
3.远程控制：
独特的GSM通讯系统。现在的人们生活越来越离不开手机，这使通信智能窗应用更加便捷。对于远在外地出差的人，通过短信和智能窗“对话”，便可了解室内环境的实时状况；对于上班一族，回家之前开窗通风，可为自己和家人营造一个良好的居住环境。
4.应急功能：
智能系统需要依赖电源为其提供能量，当出现停电这种特殊状况时，外接的蓄电池将立即为系统提供长达72小时的电能供应，使智能窗继续为人们提供服务。
5.2 智能窗的推广及演变
对这套系统稍加修改，使之适用于更多场所，例如智能语音、智能照明及智能隔音等，一步一步向更高层次的智能化前进。下面将从几个具体例子对其进行介绍。
在高档商务建筑方面的应用：传统商务建筑楼宇智能化的概念主要表现为对整个建筑公共区的照明、中央空调及给排水进行控制和检测，起到节约能源的功效。作为智能窗系统的演变，可精细到对每个办公区域光源的发光时间、亮度的控制，使其适应不同的办公环境；根据每个办公区域对温度要求的不同，可自动调节到舒适的环境温度；根
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