【正文】 短短的接觸，使我無論在做學問或在做人、辦事方面均受益菲淺。 開 始等 待 40msXRESET 由 低 變 高運 行 控 制 字RS R/W DB7 DB5DB6 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0000011X 0XX顯 示 開 /關 控 制RS R/W DB7 DB5DB6 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00000001 DCB等 待 100us清 除 顯 示RS R/W DB7 DB5DB6 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00000000 001進 入 模 式 控 制 字RS R/W DB7 DB5DB6 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00000000 1I/DS初 始 化 結 束運 行 控 制 字RS R/W DB7 DB5DB6 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0000011X 0XX等 待 10ms等 待 100us等 待 37us 圖 412 8位元軟件初始化 23 開 始等 待 40msXRESET 由 低 變 高運 行 控 制 字RS R/W DB7 DB5DB6 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 00 11 XXXX等 待 100us初 始 化 結 束運 行 控 制 字RS R/W DB7 DB5DB6 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0000011X XXX等 待 100us等 待 100usXXXXXX0X00顯 示 開 /關 控 制 字RS R/W DB7 DB5DB6 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 00 00 XXXXXXXXBCD100顯 示 清 除 控 制 字RS R/W DB7 DB5DB6 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 00 00 XXXXXXXX100000進 入 模 式 控 制 字RS R/W DB7 DB5DB6 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 00 00 XXXXXXXXSI/D1000等 待 10ms 圖 413 4位元軟件初始化 24 仿真結果圖 圖 414 通過仿真結果可以看到，本設計中使用的是串行方式對液晶進行驅(qū)動。字符顯示 RAM 在液晶模塊中的地址 80H～ 9FH。采集到的數(shù)據(jù)在 FPGA中開辟一塊空間用來緩存這些數(shù)據(jù)，用以下一步數(shù)據(jù)處理使用。采取數(shù)據(jù)總線供電方式可以節(jié)省一根導線，但完成溫度測量的時間較長；采取外部供電方式則多用一根導線，但測量速度較快。 本設計中使用 的光耦的介紹 本設計中使用的是光耦是 TLP521， TLP521 是可控制的光電耦合器件，光電耦合器廣泛作用在電腦終端機，可控硅系統(tǒng)設備，測量儀器，影印機，自動售票，家用電器，如風扇，加熱器等 TLR521 2 和 4 組成的砷化鎵紅外發(fā)光二極管耦合到光三極管。這就完成了電 — 光 — 電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。 Altera公司生產(chǎn)的具有 ICR功能的 FPGA器件有 FLEX6000、 FLEX10K、 APEX和 ACEX等系列，它們可以用以下方式進行配置： ? 使用專用 EPC配置器件，如 EPC1 EPC EPC EPC1。但是 SDRAM存儲體結構與 RAM有較大差異，其控制時序和機制也較復雜，限制了 SDRAM的使用。下面具體介紹其的特點。 綜上 所述，本設計中顯示部分采用方案二進行設計。 3 第二章 方案論證 溫度檢測系統(tǒng)有共同的特點：測量點多、環(huán)境復雜、布線分散、現(xiàn)場離監(jiān)控室遠等。對溫度采集的要求也越來越高，因此，溫度采集和處理技術的研究也是一個重要的研究課題 本設計采用傳感器 技術、 FPGA 技術、接口技術完成的是 基于 FPGA 的多路溫度采集與處理系統(tǒng)，本設計結果實現(xiàn) 16 路溫度信號的采集電路并實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的現(xiàn)實，具有測溫精度高、復現(xiàn)性好、線性優(yōu)良、體積小、熱容量小、穩(wěn)定性好、輸出電信號大等優(yōu)點。本設計采用能適應惡劣環(huán)境的數(shù)字化溫度傳感器DS18B20,采用 FPGA 芯片作數(shù)據(jù)處理 ,實現(xiàn)環(huán)境溫度實時采集及顯示。數(shù)據(jù)采集已長時間地被認為玉數(shù)據(jù)饋送及其他數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相等同。 方案二： 液晶顯示器（ LCD）具有工作電壓低、微功耗、顯示信息量大、接口方便等優(yōu)點，現(xiàn)在已被廣泛應用于計算機、數(shù)字式儀表等場合，成為測量結果顯示和人機對話的重要工具。 F P G AE P 2 C 5 T 1 4 4 C電 源可 編 程P R O M1 6 路 溫 度 采集 系 統(tǒng)光 耦 隔 離 與驅(qū) 動按 鍵時 鐘液 晶1 2 8 6 4 圖 31 硬件總體框圖 EP2C5T144C 芯片的介紹 Cyclone 系列 FPGA 的特點 本設計選用了 CycloneⅡ的 EP2C5T144C8，具有 4608個邏輯單元， 119808 bit的嵌入 RAM，兩個鎖相環(huán) (PLL)， 89個用戶 I/O引腳，可快速實現(xiàn)完整的可編程單芯片系統(tǒng)。分頻器輸出的信號頻率與所需頻率十分接近，把它和從信號中提取的相位參考信號同時送入相位比較器，比較結果示出本地頻率高了時就通過補抹門抹掉一個輸入分頻器的脈沖，相當于本地振蕩頻率降低；相反，若示出本地頻率低了時就在分頻器輸入端的兩個輸入脈沖間插入一個脈沖，相當于本地振蕩頻率上升，從而達到同步。在嵌入式系統(tǒng)中，因為含有微處理器，可以使用微處理器產(chǎn)生配置時序，將保存在系統(tǒng) ROM中的配置數(shù)據(jù)存儲到FPGA中。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。 響應速度快。將存貯器中的二進制數(shù)求補再轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)并除以 2 就得到被測溫度值(550℃ 125℃ )。 15 第四章 基于 FPGA的多路溫度采集與處理系統(tǒng)的軟件設計 FPGA內(nèi)部資源分配 液 晶 控 制 邏 輯 單 元F P G A 邏 輯 運 算 中心數(shù) 據(jù) 緩 存數(shù) 據(jù) 采 集 控 制 邏 輯 單 元P L L1 6 路 溫 度 采 集C S M O S IS C LK 圖 41 總體流程圖 （圖不行，最起碼有個邊框表示這些是 FPGA 內(nèi)部的， CS、 MOSI、 SCLK把文字放到線上就行了，不用有框括著） FPGA邏輯運算中心 FPGA邏輯運算中心負責所有的數(shù)據(jù)處理以及各部分單元邏輯之間的關聯(lián)。根據(jù)寫入內(nèi)容的不同，可分別在液晶屏上顯示 CGROM（中文字庫）、 HCGROM（ ASCII 碼字庫）及 CGRAM（自定義字形）的內(nèi)容。欲在某一個位置顯示中文字符時，應先設定顯示字符位置，即先設定顯示地址，再寫入中文字符編碼。論文的整個進行過程中，都傾注了老師全部的心血。 感謝實驗室的許嬌嬌學姐，虞曉鳳學姐，陳俊先 同學等人，他們對我的論文提出了寶貴的意見，在我遇到困難時給我巨大的幫助，尤其是許嬌嬌學姐，她給我提供的資料，在我的論文中起到了非常大的作用。 25 第五章 結論 溫度作為一個重要的物理量，是工業(yè)生產(chǎn)過程中最普遍、最重要的工藝參數(shù)之一。這個指令不改變 DDRAM 的內(nèi)容 19 顯示狀態(tài)開 /關 0 0 0 0 0 0 1 D C B D=1: 整體顯示 ON C=1: 游標 ON B=1:游標位置反白允許 進入點 設定 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 指定在數(shù)據(jù)的讀取與寫入時 ,設定游標的移動方向及指定顯示的移位 游標或顯示移位控制 0 0 0 0 0 1 S/C R/L X X 設定游標的移動與顯示的移位控制位 。 初始化 單總線上的所有處理均從初始化開始?？梢燥@示 8 4行 16 16點陣的漢字 . 也可完成圖形顯示 .低電壓低功耗是其又一顯著特點。因為每一個DSl820 在出廠時已經(jīng)給定了唯一的序號，因此任意多個 DSl820 可以存放在同一條單線總線上。所以，它在長線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。使用 Altera串行配置器件來完成。 在以 SDRAM作為緩存的系統(tǒng)中，使用可編程器件對其進行控制具有很強的靈活性。 I/O單元分為不同的形式支持不同的接口如 SSTL SSTL3以及 311Mbps的LVDS等，另外 I/O塊配備了專門的外部存儲器接口電路可大大簡化與外部存儲器的數(shù)據(jù)交換，可以達到 266Mbps的最大數(shù)據(jù)交換速率。且人機交互友好。所以多點溫度檢測系統(tǒng)的設計的關鍵在于兩部分：溫度傳感器的選擇和主控單元的設計。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述 近幾年，隨著需求量的不斷增加， FPGA 的技術得到了迅速發(fā)展。由于FPGA 具有集成度高，高速、高效率，內(nèi)部有嵌入式陣列塊等特點，易于實現(xiàn) FIFO和 ROM，可使整個溫度測量系統(tǒng)主要由硬件 實現(xiàn)。 溫度屬于模擬量的采集，也就是數(shù)據(jù)采集，國內(nèi)外數(shù)據(jù)采集領域正發(fā)生著重要的變化。 N個 LED 顯示塊有 N位位線和 8 N 根段數(shù)碼線。 5 第三章 基于 FPGA的多路溫度采集與處理系統(tǒng)的硬件設計 硬件總體設計框圖 系統(tǒng)工作原理框圖 如下圖 所示 ,主要由溫度采 集電路、溫度數(shù)據(jù)接收模塊、溫度數(shù)據(jù)處理模塊、溫度顯示模塊、 LED 電路組成。 D、 鎖相環(huán)的實現(xiàn) 基本工作原理 壓控振蕩器給出一個信號，一部分作為輸出 ,另一部分通過分頻與 PLL IC所產(chǎn)生的本振信號作相位比較，為了保持頻率不變，就要求相位差不發(fā)生改變 ,如果有相位差的變化，則 PLL IC的電壓輸出端的電壓發(fā)生變化，去控制 VCO，直到相位差 恢復，達到鎖頻的目的。因此需要外接 ROM保存其配置數(shù)據(jù)。以光為媒介把輸入端信號耦合到輸出端的光電耦合器，由于它具有體積小、壽命長、無觸點，抗干擾能力強，輸出和輸入之間絕緣，單向傳輸信號等優(yōu)點，在數(shù)字電路上獲得廣泛的應用。 .由于發(fā)光器件（砷化鎵紅外二極管）是阻抗電流驅(qū)動性器件，而噪音是一種高內(nèi)阻微電流電壓信號。 DSl820 中還有用于貯存測得的溫度值的兩個 8 位存貯器 RAM 編號為 0 號和 1號。因此本 設計中使用串行方式對液晶進行控制。 液晶 12864 的讀寫時序 手冊要求的 12864 的讀寫時序介紹 帶中文字庫的 12864 液晶每屏可