【導(dǎo)讀】本論文介紹了一個基于FPGA的數(shù)字溫度計電路的設(shè)計與實現(xiàn)。線上實現(xiàn)讀寫功能，完成測量數(shù)字溫度的功能。再將采集的二進制數(shù)轉(zhuǎn)換。為BCD碼,并通過數(shù)碼管顯示。該系統(tǒng)軟件設(shè)計通過VerilogHDL語言進。這次設(shè)計相比于傳統(tǒng)的數(shù)字溫度計具有結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強，功耗小，可靠性高，反應(yīng)時間短等優(yōu)點。溫度是生活中最基本的環(huán)境參數(shù)。溫度的監(jiān)測與控制，對于生物的生。存與生長，工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展都有著非同一般的意義。溫度傳感器的應(yīng)用涉及

　　

【正文】 解決：因為動態(tài)選擇數(shù)碼管的頻率過快，把分頻器的分頻時間調(diào)到 1KHz即可。 問題 ： 下載完程序后 ，數(shù)碼管 的 段碼管 連接倒序 ， 致使顯示不正常 。 解決 ： 重新連接引腳并編譯后下載 ，就可以 正常 顯示數(shù)據(jù)了。 問題 ： 下載完程序后 ， 數(shù)碼管一直顯示 0， 不 能 正常顯示溫度。 解決 ： FPGA 芯片引腳電壓低， 跟 DS18B20 的 數(shù)據(jù)口連接時 電壓 不足以 驅(qū)動 DS18B20，如果加一個 10KΩ 的上拉電阻，就可以 正常 顯示溫度了。 山東 科技大學(xué)學(xué)士 學(xué)位 論文 結(jié)束語 34 7結(jié)束語 基于 FPGA 的數(shù)字溫度計這個課題很好的解決了用傳統(tǒng)溫度計出現(xiàn)的采集不準(zhǔn)確、反應(yīng)慢 、 造價高 等問題，所以它具有現(xiàn)實研究意義。剛開始著手本課題時，就遇到了很多困難，譬如根據(jù)自上而下的設(shè)計方法，要將整個設(shè)計分模塊設(shè)計分為幾個模塊，各個模塊的功能分別是什么，各個模塊用 Verilog HDL 語言怎么描述出來。后 來查閱了很多關(guān)于溫度傳感器和FPGA 的資料，后來經(jīng)過反復(fù)修改最終把這個課題劃分為三個模塊，并弄清楚了他們各自的關(guān)系以及他們之間的聯(lián)系。 雖然已經(jīng)基本完成本次課題，并且通過仿真驗證了實驗結(jié)果，但是本次課題的設(shè)計也有不足之處，例如，本次做的 課題數(shù)字溫度計 是 有線的，如果可以做成 無線的， 這樣會有更加廣泛的用途。通過本次比較完整的FPGA 數(shù)字溫度計設(shè)計，我能將理論與實踐很好的結(jié)合在一起，既鍛煉了我的能力又豐富了我的經(jīng)驗，同時也提高了我的專業(yè)水平。 本設(shè)計是采用硬件描述語言和 FPGA 芯片相結(jié)合進行的數(shù) 字溫度計的研究，從中可以看出 EDA 技術(shù)的發(fā)展在一定程度上實現(xiàn)了硬件設(shè)計的軟件化。設(shè)計的過程變的相對簡單，容易修改等優(yōu)點，相信隨著電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字溫度計的功能會更加多樣化，滿足人們的各種需要。 山東 科 技大學(xué)學(xué)士 學(xué)位 論文 參考文獻 35 參考文獻 [1] 周景潤 .基于 Quartus 的 FPGA 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計 [M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 2020： 212–306. [2] Mark Zwolinski. Verilog HDL 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計 [M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2020. [3] 陽星明 . 數(shù)字邏輯 [M]. 武漢：華中科技大學(xué)出版社 ， 2020。 [4] 黃智偉等 . FPGA 系統(tǒng)設(shè)計與實踐 [M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 2020. [5] 蔡明生 . 電子設(shè)計 [M]. 北京：高等教育出版社， 2020. [6] 周夢然 . CPLD/FPGA 的開發(fā)與應(yīng)用 [M]. 北京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2020. [7] 劉小俊 . 基于 FPGA 技術(shù)的 IP 核設(shè)計 [J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報， 2020， 5：43–47. [8] 馮維川 . 基于 FPGA 的多功能空調(diào)控制器設(shè)計 [J]. 電子技術(shù)， 2020， 36（ 11）： 6769. [9] 孟慶輝 .EDA 技術(shù)實用教程 [M]. 北京：國防工業(yè)出版社， 2020： 101–169． [10] Song Nie,Yangchun Cheng,Yuan Dai. Characteristic Analysis of DS18B20 Temperature Sensor in the Highvoltage Transmission Lines‘ Dynamic Capacity Increase[J]. Energy and Power Engineering, 2020, 5: 557–560. [11] Shangli Xiao, Weisheng Xu, and Youling Yu. A Simulative Building Fire Spread Tracking System Based on FPGA and 1Wire Bus Sensor Network[J]. Journal of Physics, 2020,4: 120–124. 山東 科技大學(xué)學(xué)士 學(xué)位 論文 致謝 36 致 謝 時光轉(zhuǎn)瞬即逝，大學(xué)生涯已經(jīng)接近尾聲。當(dāng)我懷著激動忐忑的心情完成這篇論文時，我也蛻變成了一個成熟的青年?；厥状髮W(xué)生涯，酸甜苦辣應(yīng)有盡有，真是讓人回味無窮 。同時也要感謝這一路陪伴我的那些人。 首先我要感謝的是父母，沒有他們做我堅強的后盾，也許就沒有今天的我，他們給了我生命同時也為我創(chuàng)造了良好的生活學(xué)習(xí)環(huán)境，他們努力把我培養(yǎng)成一個有知識有理想的人，在我迷茫的時候他們指引我前進，在我驕傲的時候他們教會我謙虛，在我失敗的時候他們鼓勵我堅持下去。所以我要感謝爸爸媽媽，感謝他們?yōu)槲易龅囊磺小? 雖然只在這個學(xué)校待了兩年的時光，但是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)，優(yōu)美的學(xué)習(xí)環(huán)境讓我對這里產(chǎn)生了深深的眷戀之情，在這里我學(xué)到了很多有用的知識，這些知識在我的學(xué)習(xí)和生活上都有著很重要的指導(dǎo)作用，我堅 信，這些知識將會陪伴著我的一生。這里的老師和同學(xué)都非常友善，在完成這篇論文的過程中我遇到了很多問題，當(dāng)我請教他們時，他們都會耐心的講解給我聽，尤其是指導(dǎo)老師給了我很大的幫助。同時也要感謝電氣自動化學(xué)院的所有老師，是他們認(rèn)真負(fù)責(zé)的教學(xué)，我才能掌握運用專業(yè)知識，才能順利完成畢業(yè)論文。 書到用時方恨少，在寫這篇論文的時候我終于體會到了這句話的含義，我的知識水平還非常貧瘠，以后我會多看書多學(xué)習(xí)，即使畢業(yè)了也不能丟掉學(xué)習(xí)。人生本來就是一個不斷學(xué)習(xí)不斷探索的過程，我相信，無論以后遇到什么樣的困難我都不會怕的，因為這一路 上有很多關(guān)心我的人和愿意幫助我的人，我會努力做一個出色的人，不會辜負(fù)他們的希望。 最后，向所有評閱論文的老師表示最誠摯的謝意。山東 科技大學(xué)學(xué)士 學(xué)位 論文 附錄 37 附錄 附錄 A系統(tǒng)總體電路圖 附錄 B 系統(tǒng) 總程序 DS18B20 驅(qū)動： module ds18b20( input clk, //50M input rst, //復(fù)位 output [7:0] seg, //數(shù)碼管 output [1:0] en, //數(shù)碼管使能 inout dq //ds18b20 數(shù)據(jù)線 )。 山東 科技大學(xué)學(xué)士 學(xué)位 論文 附錄 38 wire clk_1k。 //數(shù)碼管掃描時鐘 wire clk_1m。 //1us 時鐘，用于控制傳感器讀寫時序 reg[15:0] temp。 //16 位溫度數(shù)據(jù) wire[15:0] disp_dat。 reg[8:0] state。 reg[19:0] t。 reg[2:0] t_bit。 reg[7:0] data_w。 //寫到傳感器的數(shù)據(jù) reg[7:0] data_r。 //從傳感器讀入的數(shù)據(jù) reg link。 reg dq_out。 wire dq_in。 wire[11:0] bcd。 assign dq = (link)? dq_out : 139。bz。 assign dq_in = dq。 parameter RESET1 = 939。b0_0000_0001, // 復(fù)位 1 RESET2 = 939。b0_0000_0010, // 復(fù)位 2 WRITE_CC1 = 939。b0_0000_0100, // 第一次寫入跳過 rom 命令 WRITE_44 = 939。b0_0000_1000, // 寫入溫度轉(zhuǎn)換命令WRITE_CC2 = 939。b0_0001_0000, // 第二次寫入跳過 rom 命令 WRITE_BE = 939。b0_0010_0000, // 寫入讀命令 READ1 = 939。b0_0100_0000, // 讀入第一個字節(jié) READ2 = 939。b0_1000_0000, // 讀入第二個字節(jié) WAIT_800MS = 939。b1_0000_0000。 // 等待 800ms clk_gen uu0( .rst(rst), .clk(clk), //產(chǎn)生 1k 和 1m 時鐘 .clk_1k(clk_1k), .clk_1m(clk_1m) )。 bin2bcd uu1( .data(disp_dat), //二進制轉(zhuǎn) bcd 碼，從傳感器讀入的數(shù)據(jù)是二進制的，轉(zhuǎn)換為 bcd 后才能顯示 .bcd_out(bcd) 山東 科技大學(xué)學(xué)士 學(xué)位 論文 附錄 39 )。 disp uu2( .rst(rst), //數(shù)碼管顯示 .clk(clk_1k), .data(bcd), .seg(seg), .en(en) )。 assign disp_dat =(temp[15])? (~temp+1) : temp。 //若最高位為 1，則溫度為負(fù)，取反加 1 always @(posedge clk_1m or negedge rst) begin if(~rst) begin t = 0。 state = RESET1。 end else case(state) RESET1: begin //第一次復(fù)位 t = t + 1。 if(t 39。d500) begin link = 1。 dq_out = 0。 end else if(t 39。d1000) begin link = 0。 end else begin t = 0。 state = WRITE_CC1。 data_w = 839。hcc。 山東 科技大學(xué)學(xué)士 學(xué)位 論文 附錄 40 t_bit = 0。 end end WRITE_CC1: begin //寫入跳過 rom 命令 t = t + 1。 if(t 39。d5) begin link = 1。 dq_out = 0。 end else if(t 39。d60) begin dq_out = data_w[t_bit]。 end else if(t 39。d65) begin link = 0。 end else begin t = 0。 t_bit = t_bit + 1。 if(t_bit == 39。d7) begin state = WRITE_44。 t_bit = 0。 data_w = 839。h44。 end end end WRITE_44: begin //寫入溫度轉(zhuǎn)換命令 t = t + 1。 if(t 39。d5) begin link = 1。 dq_out = 0。 end else if(t 39。d60) begin 山東 科技大學(xué)學(xué)士 學(xué)位 論文 附錄 41 dq_out = data_w[t_bit]。 end else