【正文】 WHEN 01010 = B=0000000。 WHEN 00010 = B=1011011。 這里以溫度顯示為例來(lái)說(shuō)明，其中本文的溫度顯示數(shù)據(jù)位 0℃～ 31℃，使用其中的 32種輸入碼方式，每個(gè)驅(qū)動(dòng)可同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)數(shù)碼管。039。139。LOWT = 39。 THEN 27 IF EN=39。 控制模塊整體 該模塊整體用 VHDL 語(yǔ)言描述如下： LIBRARY IEEE。139。 END。039。 COLD :OUT STD_LOGIC)。 Temperature_in：室溫信號(hào)，此接口接溫度傳感器的低 5 位。LED=5。 ELSE IF QE=1799 THEN QE:=0。 IF ENC=39。C1=39。 SIGNAL C3:STD_LOGIC。 當(dāng) sel 為“ 10”時(shí)選擇 c3。 END IF。 RES :IN STD_LOGIC。 通過(guò)對(duì)兩種顯示方式的介紹和比較可以看出，選擇動(dòng)態(tài)顯示方式才能夠滿足設(shè)計(jì)需要。每個(gè) LAB 代表大概 96 個(gè)可用邏輯門(mén)。 減法計(jì)數(shù)器 1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法記數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值減到 0 時(shí)，溫度寄存器的值將加 1，減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值將重新被裝入，減法計(jì)數(shù)器 1 重新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行記數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器 2記數(shù)到 0時(shí)，停止溫度 寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值就是所測(cè)溫度值。當(dāng)符號(hào)位 S=0 時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為正值，可以直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)符號(hào)位 S=1 時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為負(fù)值，要先將補(bǔ)碼變成原碼，再計(jì)算十進(jìn)制值。 方案二：采用集成溫度傳感器，如 DS18B20 智能溫度控制器。 高精度數(shù)字傳感器 DS18B20 溫度傳感器的介紹 溫度傳感器是一種以一定的精確度把被測(cè)量溫度轉(zhuǎn)換為與之有對(duì)應(yīng)關(guān)系的便于應(yīng)用的某些物理量的測(cè)量裝置。首先通過(guò)溫度傳感器對(duì)空氣進(jìn)行溫度采集，將采集的溫度信號(hào)作 A/D 轉(zhuǎn)換，使其模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，然后輸給單片機(jī)，再由單片機(jī)控制顯示，并比較采集的 溫度與設(shè)置的溫度是否一致，然后驅(qū)動(dòng)空調(diào)機(jī)的加熱或降溫循環(huán)對(duì)空氣進(jìn)行處理，從而模擬實(shí)現(xiàn)空調(diào)溫度控制單元的工作情況，本設(shè)計(jì)中采用的是 AD590 溫度傳感器，通過(guò)溫度系統(tǒng)采集電路采集相關(guān)溫度數(shù)值，再由 AD0809 組成的 A/D 轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最終的到數(shù)字信號(hào)，將其直接輸給單片機(jī)，然后由單片機(jī)機(jī)根據(jù)內(nèi)部程序判斷，執(zhí)行相關(guān)控制程序，驅(qū)動(dòng)個(gè)單元電路的工作 [11]。 EDA 技術(shù)就是以計(jì)算機(jī)為工具，設(shè)計(jì)者在 EDA 軟件平臺(tái)上，用硬件描述語(yǔ)言 HDL 完成設(shè)計(jì)文件，然后由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地完成邏輯編譯、化簡(jiǎn)、 6 分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真，直至對(duì)于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。而重復(fù)可編程器件的優(yōu)點(diǎn)是可多次修改設(shè)計(jì)，特別適用與系統(tǒng)樣機(jī)的研制。 新型的 PLD 則將輸出電路做成宏單元，使用戶(hù)可以根據(jù)需要選擇各種靈活的輸出方式。同時(shí)也使的對(duì)可編程邏輯器件的應(yīng)用研究具體形象。 關(guān)鍵詞 FPGA/溫度測(cè)控 /VHDL/DS18B20 II The Design Of Air Conditioner Based On FPGA Abstract This paper main task is based on FPGA design of the air conditioning control system design. This topic was designed using temperature sensor DS18B20, Altera pany ACEX 1 K series of EP1K30TC1443 controller. Controller of the VHDL language, the main program as a state machine main control mode. Hardware mainly have five modules: temperature setting of the module, regular module, LED display module, points frequency module, FPGA controller module. finally realize the FPGA set temperature and pared using the temperature measurement, and sent out the instructions to air conditioner motor executive part, according to the set time heating or cooling realized, when set temperature and measuring temperature equal, not to enforce temperature adjustment function. In addition to the change of the data accord ing to the input and temperature sensor measuring the temperature change get synchronous displayed on the LCD. Use Quartus II was simulated. This topic research will help based on FPGA series of products development. At the same time can greatly shorten the FPGA development time. In addition, because of the module usability, will also make more based on FPGA products used in the temperature fields, for the industry and our life brings new changes. Key words FPGA ,temperature measurement and control ,VHDL ,DS18B20 III 目 錄 摘 要 ...................................................... IV Abstract .................................................... II 1 緒論 ....................................................... 1 課題的背景和意義 ....................................... 1 課題的內(nèi)容及方法 ....................................... 1 論文結(jié)構(gòu)安排 .......................................... 2 2 可編程邏輯器件 ............................................. 3 可編程邏輯器件介紹 ..................................... 3 PLD 的發(fā)展歷程 ....................................... 3 可編程邏輯器件的結(jié)構(gòu) .................................. 3 可編程邏輯器件的分類(lèi) .................................. 4 可編程邏輯器件的應(yīng)用 .................................. 5 可編程器件的前景及趨勢(shì) ................................ 5 EDA 技術(shù) ............................................... 5 VHDL 語(yǔ)言 .............................................. 6 VHDL 的特點(diǎn) ......................................... 6 VHDL 的設(shè)計(jì)步驟 ...................................... 6 3 系統(tǒng)及電路方案選擇 .......................................... 7 空調(diào)技術(shù)概述 .......................................... 7 方案論證與確定 ......................................... 7 方案的選擇 .......................................... 7 IV 方案論證與確定 ....................................... 8 4 硬件電路設(shè)計(jì) ............................................... 8 硬件整體結(jié)構(gòu)及原理 ..................................... 9 高精度數(shù)字傳感器 DS18B20 ................................ 9 溫度傳感器的介紹 ..................................... 9 溫度傳感器的選擇 .................................... 10 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器介紹 ............................ 10 控制器芯片介紹 ........................................ 13 ACEX1K 器件的特點(diǎn) ................................... 13 ACEX1K 功能描述 ..................................... 14 LED 顯示 電路 .......................................... 15 系統(tǒng)總電路圖 ......................................... 16 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .............................................. 17 溫度設(shè)置模塊 ......................................... 17 定時(shí)模塊 ............................................. 19 控制模塊 ............................................. 22 控制模塊下的溫度模塊 ................................. 23 控制模塊下的 FPGA 控制器模塊 ........................... 25 控制模塊整體 ....................................... 26 顯示模塊 ............................................. 28 分頻模塊 ............................................. 31 基于 FPGA 的空調(diào)控制系統(tǒng)綜合仿真 ........................ 32 V 總 結(jié) ...................................................... 34 致 謝 ...................................................... 35 參考文獻(xiàn) .................................................... 36 附 錄 ...................................................... 37 1 1 緒論 課題的背景和意義 當(dāng)今社會(huì)是數(shù)字化的社會(huì)，是數(shù)字集成電路廣泛應(yīng)用的社會(huì)，數(shù)字集成電路 本身在不斷地進(jìn)行更新?lián)Q代。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。此外，可編程邏輯器件還具有靜態(tài)可重復(fù)編程和動(dòng)態(tài)在系統(tǒng)重構(gòu)的特性，使得硬件的功能可以象軟件一樣通過(guò)編程來(lái)修改，這樣就極大的提高了電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性和通用性。 第五章 進(jìn)行系統(tǒng)