【正文】 由于水平有限，論文中肯定存在許多不妥和錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)指正。 感謝所有教導(dǎo)過(guò)我的老師們，他們勤勤懇懇的工作著，把各種專(zhuān)業(yè)知識(shí)毫無(wú)保留的傳授給我們，使我們掌握了扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，這些知識(shí)都將成為我們未來(lái)工作的基石。劉智老師追求真理、獻(xiàn)身科學(xué)、嚴(yán)于律己、寬以待人的崇高品質(zhì)深深的影響了自己的學(xué)生。另外 ,FPGA器件的處理速度可達(dá)幾百 MHz,以及有豐富的可用 I/O端口 ,在實(shí)現(xiàn)多路多點(diǎn)及高速溫度實(shí)時(shí)采集時(shí) ,優(yōu)勢(shì)就凸顯出來(lái)了。隨著時(shí)代的進(jìn)步、社會(huì)的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的不斷更新，溫度的測(cè)量范圍要求不斷擴(kuò)大，同時(shí)溫度的測(cè)量準(zhǔn)確性要求不斷提高。由上圖可以看到，仿真出來(lái)的時(shí)候能夠很好的模擬該液晶手冊(cè)中的串行控制方式的讀寫(xiě)時(shí)序，能完成對(duì)液晶的 操作。 20 數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程 I n s t r u c t i o nD u m m yR A MR SR / WED B 0 D B 7 圖 47 8位數(shù)據(jù)線(xiàn)的傳輸過(guò)程 I n s t r u c t i o n D u m m yR A MR SR / WED B 0 D B 7U p p e r L o wU p p e r L o wU p p e r L o w4 b i t4 b i t4 b i t4 b i t4 b i t4 b i t 圖 48 4位數(shù)據(jù)線(xiàn)的傳輸過(guò)程 錯(cuò)誤 !未找到引用源。即當(dāng)字符編碼為 2字節(jié)時(shí)，應(yīng)先寫(xiě)入高位字節(jié)，再寫(xiě)入低位字節(jié)?！?RE”是基本指令集與擴(kuò)充指令集的選擇控制位，當(dāng)變更 “ RE”的狀態(tài)后，以后的指令維持 在最后的狀態(tài)。 表 41 80H 81H 82H 83H 84H 85H 86H 87H 90H 91H 92H 93H 94H 95H 96H 97H 88H 89H 8AH 8BH 8CH 8DH 8EH 8FH 98H 99H 9AH 9BH 9CH 9DH 9EH 9FH 基本指令集： 表 42 指 指 令 碼 功 能 令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 清除 顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 將 DDRAM 填滿(mǎn) 20H,并且設(shè)定DDRAM 的地址計(jì)數(shù)器 (AC) 到00H 地址 歸位 0 0 0 0 0 0 0 0 1 X 設(shè)定 DDRAM 的地址計(jì)數(shù)器 (AC)到00H,并且將游標(biāo)移到開(kāi)頭原點(diǎn)位置 。三種不同字符 /字型的選擇編碼范圍為： 0000～ 0006H（其代碼分別是 0000、000 000 0006 共 4個(gè)）顯示自定義字型 ， 02H～ 7FH 顯示半寬 ASCII 碼字符，A1A0H～ F7FFH 顯示 8192 種 GB2312 中文字庫(kù)字形。 液晶 12864 的讀寫(xiě)時(shí)序 手冊(cè)要求的 12864 的讀寫(xiě)時(shí)序介紹 帶中文字庫(kù)的 12864 液晶每屏可顯示 4 行 8 列共 32 個(gè) 16 16 點(diǎn)陣的漢字，每個(gè)顯示 RAM 可顯示 1個(gè)中文字符或 2 個(gè) 16 8點(diǎn)陣全高 ASCII 碼字符，即每屏最多可實(shí)現(xiàn) 32 個(gè)中文字符或 64 個(gè) ASCII 碼字符的顯示。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 16 溫度傳感器 18b20的讀寫(xiě)時(shí)序 18b20 讀寫(xiě)時(shí)序的手冊(cè)介紹 DSl820工作過(guò)程中的協(xié)議如下： 初始化： ROM操作命令存儲(chǔ)器操作命令；處理數(shù)據(jù)。它就是整個(gè)系統(tǒng)的大腦，由它來(lái)控制 FPGA內(nèi)部各個(gè)單元有序地工作。因此本 設(shè)計(jì)中使用串行方式對(duì)液晶進(jìn)行控制。 *注釋 2：模塊內(nèi)部接有上電復(fù)位電路，因此在不需要經(jīng)常復(fù)位的場(chǎng)合可將該端懸空。如： 00AAH 為 +85℃ ,0032H 為 25℃， FF92H 為55℃ 溫度寄存器格式： LS字節(jié)： 表 31 12 MS字節(jié)： 表 32 Ds18b20 用 12 位存貯溫值度，最高位為符號(hào)位，下圖為 18b20 的溫度存儲(chǔ)方式負(fù)溫度 S=1，正溫度 S=0 如： 0550H 為 +85℃， 0191H 為 ℃ ,FC90H為 55℃ 溫度寄存器格 式： LS 字節(jié)： 表 33 MS字節(jié)： 表 34 液晶 12864 介紹 12864 的特性 FYD128640402B是一種具有 4位 /8位并行、 2線(xiàn)或 3線(xiàn)串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為128 64, 內(nèi)置 8192個(gè) 16*16點(diǎn)漢字，和 128個(gè) 16*8點(diǎn) ASCII字符集 .利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形 界面。 DSl820 的引腳如下圖所示。 DSl820 中還有用于貯存測(cè)得的溫度值的兩個(gè) 8 位存貯器 RAM 編號(hào)為 0 號(hào)和 1號(hào)。 每一個(gè) DSl820 包括一個(gè)唯一的 64 位長(zhǎng)的序號(hào)，該序號(hào)值存放在 DSl820 內(nèi)部的 ROM(只讀存貯器 )中。信息經(jīng)過(guò)單線(xiàn)接口送入 DSl820或從 DSl820送出，因此從主機(jī) CPU到 DSl820僅需一條線(xiàn) (和地線(xiàn) )， DSl820 的電源可以由數(shù)據(jù)線(xiàn)本身提供而不需要外部電源。光電耦合器件的時(shí)間常數(shù)通常在微秒甚至毫微秒極。 .由于發(fā)光器件（砷化鎵紅外二極管）是阻抗電流驅(qū)動(dòng)性器件，而噪音是一種高內(nèi)阻微電流電壓信號(hào)。光耦合器是 70 年代發(fā)展起來(lái)產(chǎn)新型器件，現(xiàn)已廣泛用于電氣絕緣、電平轉(zhuǎn)換、級(jí)間耦合、驅(qū)動(dòng)電路、開(kāi)關(guān)電路、斬波器、多諧振蕩器、信號(hào)隔離、級(jí)間隔離 、脈沖放大電路、數(shù)字儀表、遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電路 (SSR)、儀器儀表、通信設(shè)備及微機(jī)接口中。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。以光為媒介把輸入端信號(hào)耦合到輸出端的光電耦合器，由于它具有體積小、壽命長(zhǎng)、無(wú)觸點(diǎn)，抗干擾能力強(qiáng)，輸出和輸入之間絕緣，單向傳輸信號(hào)等優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)字電路上獲得廣泛的應(yīng)用。配置數(shù)據(jù)被同步在 DCLK輸入上， 1個(gè)時(shí)鐘周期傳送 1位數(shù)據(jù)。使用 IEEE Std 邊界掃描接口引腳，支持 JAM STAPL標(biāo)準(zhǔn)，可以使用 Altera下載電纜或主控器來(lái)完成； ? 6AS主動(dòng)串行配置方式，目前只支持 Cyclone系列。所以沒(méi)有必要使用專(zhuān)用的 EPC系列配置器件來(lái)配置 FPGA。因此需要外接 ROM保存其配置數(shù)據(jù)。此外，由于整個(gè) SDRAM控制器用 VHDL語(yǔ)言編寫(xiě)，只要對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的修改就可以滿(mǎn)足不同的需求，具有很強(qiáng)的靈活性。利用 FPGA設(shè)計(jì)了一種通用的 SDRAM控制器是一種為系統(tǒng)添加外設(shè)內(nèi)存的很好的選擇。 圖 33 Cyclone 器件鎖相環(huán)原理 圖 圖 34 Cyclone PLL 主要部分的框架圖 8 SDRAM 控制器 在高速實(shí)時(shí)或者非實(shí)時(shí)信號(hào)處理系統(tǒng)當(dāng)中，使用大容量存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)緩存是一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)，也是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。 D、 鎖相環(huán)的實(shí)現(xiàn) 基本工作原理 壓控振蕩器給出一個(gè)信號(hào)，一部分作為輸出 ,另一部分通過(guò)分頻與 PLL IC所產(chǎn)生的本振信號(hào)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(fù)，達(dá)到鎖頻的目的。軟乘法器可以根據(jù)數(shù)據(jù)位寬、系數(shù)位寬進(jìn)行定制并根據(jù)要求選擇精度。 CycloneⅡ構(gòu)架采用垂直結(jié)構(gòu)的邏輯單元 (LE)、嵌入式存儲(chǔ)塊和鎖相環(huán) (PLL)、周?chē)h(huán)繞 I/O單元，高效的內(nèi)部連線(xiàn)和低延時(shí)時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)保證了每個(gè)結(jié)構(gòu)單元之間時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號(hào)的連通性。它具有生成時(shí)鐘的鎖相環(huán)以及 DDR Sdram和快速 RAM存儲(chǔ)器所需的專(zhuān)用雙數(shù)據(jù)率 (DDR)接口等。 5 第三章 基于 FPGA的多路溫度采集與處理系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 硬件總體設(shè)計(jì)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。通過(guò) FPGA編程實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集溫度傳感器的溫度數(shù)據(jù) ,并實(shí)時(shí)處理采集到的數(shù)據(jù) ,并 用液晶 12864 顯示出當(dāng)前的溫度。它可在線(xiàn)編程，可在線(xiàn)仿真的功能，這讓調(diào)試變得方便。液晶顯示器按其功能分為三類(lèi)：筆段式液晶顯示器、字符點(diǎn)陣式液晶顯示器和圖形點(diǎn)陣式液晶顯示器。 N個(gè) LED 顯示塊有 N位位線(xiàn)和 8 N 根段數(shù)碼線(xiàn)。 方案二： 采用 DS18B20 溫度傳感器，測(cè)溫范圍為 55℃～ +125℃，固有測(cè)溫分辨率℃。這樣，由于各種因素會(huì)造成檢測(cè)系統(tǒng)較大的偏差；又因?yàn)闄z測(cè)環(huán)境復(fù)雜、測(cè)量點(diǎn)多、信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)及各種干擾的影響，會(huì)使檢測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性下降。在工作時(shí)，一些要打印出拷貝，而另一些則把采集的數(shù)據(jù)饋送給主計(jì)算機(jī)處理。 溫度屬于模擬量的采集，也就是數(shù)據(jù)采集，國(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域正發(fā)生著重要的變化。美國(guó) AT＆ T 在 1994 年第 1 季度，推出了門(mén)數(shù)高達(dá) 1 20xx~220xx 的 FPGA器件 (產(chǎn)品 )。然后用 12864 液晶將溫度值顯示出來(lái)。 研究目的與意義 （縮進(jìn) ，正文每段開(kāi)始的縮進(jìn)好像都有點(diǎn)問(wèn)題，仔細(xì)修改一下 ） 溫度作為一個(gè)重要的物理量，是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中最普遍、最重要的工藝參數(shù)之一。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(diǎn)，易于實(shí)現(xiàn) FIFO和 ROM，可使整個(gè)溫度測(cè)量系統(tǒng)主要由硬件 實(shí)現(xiàn)。 編號(hào) 本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 基于 FPGA 的多路 溫度 采集與處理系統(tǒng) 的設(shè)計(jì) FPGAbased Multichannel Temperature Acquisition and Processing System 20xx 年 06 月 I 摘要 目前溫度測(cè)量主要通過(guò)單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，但單片機(jī)是基于順序語(yǔ)言的，其描述過(guò)程繁瑣，信號(hào)采集頻率受單片機(jī)始終頻率的限制，難于實(shí)現(xiàn)高速的溫度測(cè)量且不易在線(xiàn)修改，由于傳感器多數(shù)采用的分立元件，如熱敏電阻，熱電偶等，精度很低 ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足實(shí)際使用所需要的高精度測(cè)溫度要求，筆者采用集成溫度傳感器，是傳統(tǒng)傳感器和集成電路融為一體，極大地提高了傳感器的性能，具有測(cè)溫精度高，復(fù)現(xiàn)性好、線(xiàn)性?xún)?yōu)良、體積小、熱容量小、穩(wěn)定性好、輸出電信號(hào)大等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞： fpga， 18b20,12864 液晶 II Abstract（