【正文】 對于實驗室其他老師和同學們對我的支持和幫助，在此深表謝意。 26 參考文獻 [1] 單慧琳 ,陳鐘榮 ,張銀勝 .基于 CPLD 的 溫度采集系統(tǒng)的設計 [J].微計算機信息 ,20xx,24(35):210211,220. [2] 宋亞偉 ,李恒宗 .基于 DS18B20的溫度采集控制系統(tǒng) [J].機電工程技術 ,20xx,37(09):8991. [3] 穆振海 .基于 FPGA 的智能溫度采集控制器 [J].微計算機信息 ,20xx,24(20):225226,243. [4] 肖金球 ,劉傳洋 ,仲嘉霖 .基于 FPGA 的高速實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) [J].電路與系統(tǒng)學報 ,20xx,10(06):128131. [5] 楊林楠 ,李紅剛 ,張麗蓮 .基于 FPGA 的高速 多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計 [J].計算機工程 ,20xx,33(07):246248. [6] 李健 ,李正平 ,徐超 .基于 FPGA_VHDL 的溫度控制系統(tǒng)設計 [J].電子技術 ,20xx,09:2021. [7] 王成 ,喬曉軍 ,焦春巖 .分布式溫室環(huán)境信息監(jiān)測系統(tǒng) [J].自動化技術與應用 ,20xx, 24(01):5456. [8]郭強等編著 .液晶顯示應用技術 [M].北京：電子工業(yè)出版社， . [9]Andrew Mason,Navid Yazdi,Khalil Najafi,and Kensall lowpower wireless microinstrumentation system for environmental monitoring,[MI], 1995,6:2529 [10],B,Sc AND System for the Digital Setting of Temperature and Humidity Controllers,1996,383: [11]FerreiraP， M.， .， Eruano A. Neural work models in greenhouse air temperature predietion. Neuroeomputing〔 J〕， 20xx， 43:51 一 75. [12] DS18B20 Programmable Resolution 1Wire Digital Thermomete， Dallas Semieonduetor，. 27 致謝 本文的研究工作是在劉智教授的悉心指導和親切關 懷下完成的。人們的日常生活、工農業(yè)生產和科學實驗等許多方面都與溫度測量有著十分密切的關系。不過在顯示連續(xù)字符時，只須設定一次顯示地址，由模塊自 動對地址加 1 指向下一個字符位置，否則，顯示的字符中將會有一個空 ASCII 字符位置。這個指令不改變 DDRAM 的內容 功能 設定 0 0 0 0 1 DL X RE X X DL=0/1： 4/8 位數(shù)據(jù) RE=1: 擴充指令操作 RE=0: 基本指令操作 設定CGRAM 地址 0 0 0 1 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 設定 CGRAM 地址 設定DDRAM 地址 0 0 1 0 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 設定 DDRAM 地址（顯示位址） 第一行： 80H－ 87H 第二行： 90H－ 97H 讀取忙標志和地址 0 1 BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 讀取忙標志 (BF)可以確認內部動作是否完成 ,同時可以讀出地址計數(shù)器(AC)的值 寫數(shù)據(jù)到RAM 1 0 數(shù)據(jù) 將數(shù)據(jù) D7— D0 寫入到內部的 RAM (DDRAM/CGRAM/IRAM/GRAM) 讀出RAM的值 1 1 數(shù)據(jù) 從內部 RAM 讀取數(shù)據(jù) D7—— D0 (DDRAM/CGRAM/IRAM/GRAM) 備注：當 ST7920 在接受指令前， MCU 必須先確認 ST7920 處于非忙狀態(tài)。字符顯示是通過將字符顯示編碼寫入該字符顯示 RAM 實現(xiàn)的。 ROM操作品令 總線主機檢測到 DSl820的存在便可以發(fā)出 ROM操作命令之一這些命令如 指令 代碼 Read ROM(讀 ROM) [33H] Match ROM(匹配 ROM) [55H] Skip ROM(跳過 ROM] [CCH] Search ROM(搜索 ROM) [F0H] Alarm search(告警搜索 ) [ECH] 存儲器操作命令 指令 代碼 Write Scratchpad(寫暫存存儲器 ) [4EH] Read Scratchpad(讀暫存存儲器 ) [BEH] Copy Scratchpad(復制暫存存儲器 ) [48H] Convert Temperature(溫度變換 ) [44H] Recall EPROM(重新調出 ) [B8H] Read Power supply(讀電源 ) [B4H] 時序 主機使用時間隙 (time slots)來讀寫 DSl820的數(shù)據(jù)位和寫命令字的位 (1)初始化 時序見下圖 ， 主機總線 to時刻發(fā)送一復位脈沖 (最短為 480us的低電平信號 )，接著在 tl時刻釋放總線并進入接收狀態(tài)， DSl820在檢測到總線的上升沿 之后，等待 1560us， 接著 DS1820在 t2時刻發(fā)出存在脈沖 (低電平持續(xù) 60240 us)如圖中虛線所示。 圖 37 液晶顯示部分電路 由圖中可以看到，把 12864 中的 RS(CS）、 R/W(SID)和 E(SCLK)分別與 FPGA 中的IO 管腳相連，把 /RESET 拉高，然后把背光電源接上就可以對模塊進行編程驅動。由該模塊構成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結構或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。 0 號存貯器用于存放溫度值的補碼， LSB(最低位 )的“ 1”表示 ℃。這允許在許多不同的地方放置溫度敏感器件。 .容易和邏輯電路配合。在計算機數(shù)字通信及實時控制中作為信號隔離的接口器件，可以大大增加計算機工作的可靠性。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應用。 Cyclone期間處于主動地位，配置期間處于從屬地位。以 Altera公司的 FPGA為例，因其本身不能控制時序，就有專用的 EPC系列配置器件供其使用。為了使設計具有模塊化和可重復使用的優(yōu)點，設計了一個簡化的 SDRAM接口電路。 數(shù)字鎖相環(huán)主要由相位參考提取電路、晶體振蕩器、分頻器、相位比較器、脈沖補抹門等組成。支持 32B/66MHz PCI接口，每個 I/O單元提供從管腳到 FPGA內核的多條路徑，以便器件滿足相關的建立和保持時間。通過 FPGA 編程實現(xiàn)實時采集溫度傳感器的溫度數(shù)據(jù) ,并實時處理采集到的數(shù)據(jù) ,并將其轉換為 BCD 碼通過 數(shù)碼管 （液晶） 顯示出當前的溫度。但是在一些環(huán)境比較惡劣的場合，由于 PC 機的體積大，攜帶安裝不方便，性能不穩(wěn)定，給工程帶來很多麻煩！ 方案二： 此方案采用 FPGA 實現(xiàn)， FPGA 的 高速度、高集成、低功耗、體積小使得數(shù)字電路的設計周期和難度都大大減小 ,在數(shù)字電路的設計中得到廣泛的應用。顯然不是我們的首要之選。溫度傳感器應用范圍廣泛、使用數(shù)量龐大，也高居各類傳感器 之首。其次，總線兼容型數(shù)據(jù)采集插件的數(shù)量正在增大，與個人計算機兼容的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)量也在增加。從器件的速度來看，已制成了 80MHz 時鐘頻率的高速器件， FPGA 的速度已不再成為器件選擇的障礙。 FPGA 器件高速度、高集成、低功耗、體積小 ,FPGA 器件的出現(xiàn)使得數(shù)字電路的設計周期和難度都大大減小 ,在數(shù)字電路的設計中得到廣泛的應用。 文中闡述了 FPGA 的實現(xiàn)方法及如何利用 FPGA 器件實現(xiàn)多路溫度測量。更重要的是采用現(xiàn)場可編程門陣列（ FPGA)實現(xiàn)溫度測量比采用單片機大大改善了設計效果，可實現(xiàn)多路的溫度測量。今后根據(jù)用戶的需要將不斷開發(fā)出速度更高，能滿 足用戶價格條件及能成倍增加 I／ O 引腳數(shù)的新型器件，以擴大用戶的 2 選擇范圍。若采用一般溫度傳感器采集溫度信號，則需要設計信號調理電路、 A/D轉換及相應的接口電路，才能把傳感器輸出的模擬信號轉換成數(shù)字信號送到計算機去處理。 顯示電路的選擇 方案一： N位的 LED 顯示器是由 N個 LED 顯示塊拼接的。 4 主控制部分的選擇 方案一： 此方案采用 PC 機實現(xiàn)。該系統(tǒng)通過 FPGA 進行現(xiàn)場的溫度采集，把采集到的溫度數(shù)據(jù)通過液晶模塊進行顯示，具有巡檢速度快，擴展性好，成本低的特點。 6 A、 新型可編程構架 CycloneⅡ系列器件基于一種全新的低成本構架，從設計之初就充分考慮了成本的節(jié)省，因此可以為價格敏感的應用提供全新的可編程的解決方案。 圖 32 外部存儲器讀寫操作 7 C、 支持的接口及協(xié)議 1. PCI 2. SDRAM及 FCRAM 3. 10/l00/1000兆以太網 4. 串行總線接口， Cyclone器件支持一系列的串行總線接口，如串行外設接口(SPI)、 I2C、 IEEE1394和通用串行總線 (USB)等，通信協(xié)議 : E T3和 SONET/SDH等。目前，雖然一些廠商為微處理器提供了和 SDRAM的透明接口，但其可擴展性和靈活性不夠，難以滿 足現(xiàn)實系統(tǒng)的要求，限制了 SDRAM 的使用。只有在數(shù)據(jù)配置正確的情況下，系統(tǒng)才能正常工作。 ? 被動串行方式 (PS)，使用微處理器的串行接口； 過加強型配置器件（ EPC16， EPC8， EPC4）等配置器件來完成； ? 被動并行同步方式（ PPS），使用微處理器的并行同步接口； 9 ? 被動并行異步方式（ PPA），使用微處理器的并行異步接口； ? 邊界掃描方式（ JTAG），使用 JTAG下載電纜。當輸入端加電信號時發(fā)光器發(fā)出光線，受光器接受光線之后就產生光電流，從輸出端流出 ，從而實現(xiàn)了“電 — 光 — 電”轉換。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號傳輸具有單向性等特點，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。 由于光接收器只能接受光源的信息，反之不能，