【正文】 6 系統(tǒng)仿真 在完成溫度測量功能的 VHDL 語言描述后，在 Max plus2 軟件上即可對程序進(jìn)行編譯，優(yōu)化，在邏輯功能下載之前，有必要對系統(tǒng)功能進(jìn)行仿真，由于本系統(tǒng)控制功能簡單，設(shè)計過程主要對 CS， WR， RD， INTR 信號進(jìn)行了仿真， Max plus2 對上述四個信號的仿真結(jié)果如圖 所示 [11]。 (2)BCD碼轉(zhuǎn)換的實現(xiàn) 編程采用順序語句 CASE…… WHEN[10]； CASE T IS WHEN 1= A =? 00000000000l?： WHEN 3= A =? 000000000011?： WHEN 99 = A =? 000010011001?： WHEN OTHERS= A =? 000100000000?： END CASE； 系 統(tǒng) 初 始 化狀 態(tài) 信 號 為 0？啟 動 A/ D轉(zhuǎn) 換 器發(fā) 出 讀 命 令 讀 取數(shù) 字 量讀 取 結(jié) 束 ， 狀 態(tài)命 令 S 0等 待NY 圖 數(shù)模轉(zhuǎn)換流程圖 考慮到本次設(shè)計所檢測的溫度范圍很小，設(shè)計中把所有溫度對應(yīng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換的 值都列于 CPLD 芯片中，再通過從模數(shù)轉(zhuǎn)換得來的值進(jìn)行查找。 5 軟件設(shè)計 電子鐘模塊 對有源晶振的時鐘信號進(jìn)行分頻后得到數(shù)碼管動態(tài)掃描的時鐘信號。雖然 CPLD 可以準(zhǔn)確通過分頻得到分秒，小時，但是當(dāng)電子鐘剛開始工作時其初始時間都是零，所以需要我們?yōu)樗O(shè)置一個初值。DB0～ DB7 是數(shù)字量輸出端 [8]。外接負(fù)反饋電路后，輸出電壓 Uo 與輸入電壓 Ui 的運算關(guān)系僅取決于外接反饋阻抗與輸入端的外接阻抗，而與放大器本身無關(guān)。 可編程芯片傳感器A / D轉(zhuǎn)換器顯 示電 路時 鐘電 路數(shù) 據(jù)預(yù) 處理 模塊 圖 溫度測量原理框圖 溫度傳感器 AD590 是美國 AD 公司研制的一種電流式集成溫度傳感器。還有分成三步或多步實現(xiàn) AD 轉(zhuǎn)換的叫做分級型 AD，現(xiàn)代的分級型 AD 中還加入了對多次轉(zhuǎn)換結(jié)果作數(shù)字運算而修正特性等功能。反映了 A/D 轉(zhuǎn)換器對輸入模擬量的分辨能力。 權(quán)衡以上三個方案的利弊，決定選擇方案三作為最終的設(shè)計方案。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡單的傳感器。因為只有靈敏度高時，與被測量變化對應(yīng)的輸出信號的值才比較大 ，有利于信號處理。接著 ,計算模塊工作 ,求出二進(jìn)制模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的 12 位 BCD 碼。自 90 年代初， Verilog、 VHDL、 AHDL等硬件描述語言的輸入方法在大規(guī)模設(shè)計中得到了廣泛應(yīng)用。 VHDL主 要用于描述數(shù)字系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，行為，功能和接口，是一種快速的電路設(shè)計工具，功能涵蓋了電路描述，電路合成，電路仿真等三大電路設(shè)計工作。作為一種標(biāo)準(zhǔn)，幾乎所有的綜合仿真工具都支持它，在一個地方建立的模型可以在另外一個地方運行。 CPLD 的靜態(tài)可重復(fù)編程和動態(tài)在系統(tǒng)重構(gòu)的特性，使得硬件的功能可以像軟件一樣通過編程來修改，這樣就大大地提高了數(shù)字系統(tǒng)設(shè) 計的靈活性和通用性。 本文以 Ahera 公司 MAX7000S 系列EPM7128S 為核心， 利用集成電流型溫度傳感器 AD590 實現(xiàn)智能化溫度檢測。隨著 EDA 技術(shù)的發(fā)展 , 基于可編程邏輯器件的電路設(shè)計簡單方便，應(yīng)用越來越廣。在采用熱電偶，金屬測溫電阻， 集成溫度傳感器 三種不同傳感器時，只有使用 集成溫度傳感器 才能達(dá)到最佳的效果。 1987 年底 ， VHDL 被 IEEE 和美國國防部確認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)硬件描述語言 。如不夠填寫，可另加頁。 該溫度檢測系統(tǒng)既有 高精度，高穩(wěn)定性、 抗干擾性強(qiáng) , 應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點，又提高了測量的自動化水平，同時具有較高的性價比。有豐富的軟件支持 VHDL 的綜合和仿真，從而能在設(shè)計階段就能發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的 Bug，縮短設(shè)計時間，降低成本。由于電橋輸出與溫度并非 基于 CPLD的多功能溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 線性關(guān)系，放大環(huán)節(jié)還需進(jìn)行線性化修正。 基于 CPLD的多功能溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 對每一個模塊進(jìn)行分析和論證，溫度傳感器的選擇和其電路的分析都要有一個具體的說明。 關(guān)鍵詞 ： 溫度檢測；可編程； EPM7128S； CPLD； VHDL 基于 CPLD的多功能溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 DESIGN OF TEMPERATURE MEASURING SYSTEM BASED ON CPLD ABSTRACT With development of our industry manufacture and automation, there is an urgent demand of accurate measurement of the physical element in all sorts of production process. Temperature is the important physical element in most production process, people pay more attention to their accurate measurement. The temperature detection of intelligent system is designed by EPM 7128S (MAX7000S series of Ahera pany), and temperature sensor AD590 . Besides , advantages of original equipment , such as non contact , high precision , strong anti jamming , were maintained. The system has high performance/ price ratio. The system suits for accurate measurement of industrial ponent s especially. The thought way and methods that bases on CPLD（ Complex programmable logic device） and the criterion of temperature measuring system had been introduced． Combining several analyzing and research teaches， the material methods based on CPLD program,and the advantage of CPLD had been send out. Key words： Temperature Detection； Programmable； EPM7128S； CPLD； VHDL 基于 CPLD的多功能溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 目 錄 1 緒論 .......................................................................................................................... 12 引言 ................................................................................................................ 12 課題研究 的背景及意義 ................................................................................ 12 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r ............................................................................................ 14 2 VHDL 及 MAXPLUSⅡ 平臺介紹 ....................................................................... 15 VHDL 的介紹 ................................................................................................. 15 Max+plusII 的介紹 ......................................................................................... 15 3 原理和方案論證 .................................................................................................... 17 功能原理 ......................................................................................................... 17 控制系統(tǒng) ......................................................................................................... 17 溫度傳感器的方案論證 ................................................................................. 17 A/D 轉(zhuǎn)換器的方案論證 ................................................................................. 20 4 硬件電路設(shè)計 .......................................................................................................... 22 溫度檢測系統(tǒng) ................................................................................................. 22 溫度傳感器 ..................................................................................................... 22 電源模塊 ......................................................................................................... 23 運算放大器模塊 ............................................................................................. 24 AD 轉(zhuǎn)換模塊 .................................................................................................. 24 數(shù)碼管顯示電路 ............................................................................................. 26 鍵盤 ................................................................................................................. 27 5 軟件設(shè)計 .................................................................................................................. 29 電子鐘模塊 ..................................................................................................... 29 溫度檢測模塊 ................................................................................................. 30 顯示電路模塊 ....................