【正文】 。最后感謝我的家人，謝謝他們在我多年求學(xué)生活中給予我各方面的支持和理解。 感謝實驗室的許嬌嬌學(xué)姐，虞曉鳳學(xué)姐，陳俊先 同學(xué)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(xué)姐，她給我提供的資料，在我的論文中起到了非常大的作用。在此，我向劉智教授致以最真誠的感謝和最崇高的敬意。在日常的學(xué)習(xí)生活中也給予我悉心的關(guān)懷，使我在工作和生活中得到了許多啟迪。論文的整個進(jìn)行過程中，都傾注了老師全部的心血。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)。 本設(shè)計采用 FPGA芯片做為數(shù)據(jù)處理控制芯片 ,雖然從成本上增加 ,但 FPGA的VHDL 語言在硬件模塊化構(gòu)建方面具有很大的優(yōu)勢 ,可以利用其內(nèi)部的門電路最大限度地將硬件電路模塊化處理 ,極大降低了后期故障查檢的工作量。對溫度測量的要求也越來越高，而且測量范圍也越來越大，對溫度的檢測技術(shù)的要求也越來越高。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。 25 第五章 結(jié)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。用FPGA 做出 SPI 的通信時序，對液晶進(jìn)行讀寫操作，從而完成對液晶的讀寫操作。 圖 49 串口數(shù)據(jù)線模式數(shù)據(jù)傳輸過程 時序圖 V I N 1V I L 1T A ST A HT P WT A HT RV a l i d d a t aT CT HT D S WR SR / WED B 0 D B 7 圖 410 MPU寫資料到 ST7920（ 8位數(shù)據(jù)線模式） 21 串口讀寫時序 V a l i d d a t aT C S ST C S HT S C Y CT S L WT S H WT fT rT S D HT S D SC SS C L KS I D 圖 411（加入表述，這個是什么的圖） 22 初始化流程圖 用到 12864 液晶顯示時首先要用其進(jìn)行初始化下面兩圖分別介紹了 8位 元軟件初始化和 4位元軟件初始化。欲在某一個位置顯示中文字符時，應(yīng)先設(shè)定顯示字符位置，即先設(shè)定顯示地址，再寫入中文字符編碼。顯示 ASCII 字符過程與顯示中文字符過程相同。在接收到 RW(SID)和 RS(CS)的信號后，每一八位數(shù)據(jù)的指令將被分為兩部分進(jìn)行接收，高 4 位元 (DB7DB4)的指令將被放在第一個位元的 LSB 部分，而低 4 位元 (DB3DB0)的指令則被放在第二個位元的 LSB部分，另四位元則都為 0。除非再次變更“ RE”的狀態(tài)，否則使用相同的指令集時，不需要重新設(shè)置“ RE”。即讀取 BF＝ 0，才能接受新的指令；如果在送出一條指令前不檢查 BF 狀態(tài)，則需要延時一段時間，以確保上一條指令執(zhí)行完畢，具體指令執(zhí)行時間參照指令表。這個指令不改變 DDRAM 的內(nèi)容 19 顯示狀態(tài)開 /關(guān) 0 0 0 0 0 0 1 D C B D=1: 整體顯示 ON C=1: 游標(biāo) ON B=1:游標(biāo)位置反白允許 進(jìn)入點 設(shè)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(shè)定游標(biāo)的移動方向及指定顯示的移位 游標(biāo)或顯示移位控制 0 0 0 0 0 1 S/C R/L X X 設(shè)定游標(biāo)的移動與顯示的移位控制位 。字符顯示的 RAM的地址與 32 個字符顯示區(qū)域有著一一對應(yīng)的關(guān)系，其對應(yīng)關(guān)系如表所示。字符顯示 RAM 在液晶模塊中的地址 80H～ 9FH。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。帶中文字庫的 128X64內(nèi)部提供 128 2字節(jié)的字符顯示 RAM 緩沖區(qū)（ DDRAM）。讀位子程序 (讀得的位到 C中 )： t 0 t 1 6 0 u s 1 u s1 5 u s4 5 u s主 機(jī) 起 作 用D S 1 8 B 2 0 起 作 用上 拉 電 阻 起 作 用 圖 45 18 18b20 讀寫仿真時序的結(jié)果 圖 46 由仿真結(jié)果可以看到能很好地根據(jù)手冊的時序圖要求做出相關(guān)的讀寫時序，能很多地完成 18b20 的讀寫操作。 圖 43 寫 0時序 t 0 t 1 6 0 u s 1 u s1 5 u s4 5 u s 圖 44 寫 1時序 (3)讀時間隙 見圖 to時刻從高拉至低電平時總線只須保持低電平 l7ts。 t 0 t 1t 2t 3t 44 0 0 u s 9 6 0 u s1 5 u s 6 0 u s4 8 0 u s6 0 u s 2 4 0 u s 17 圖 42 初始化時序 (2)寫時間隙 當(dāng)主機(jī)總線 to時刻從高拉至低電平時，就產(chǎn)生寫時間隙，見下兩圖從 to時刻開始 15us之內(nèi)應(yīng)將所需寫的位送到總線上 ,DSl820在 t后 1560us間對總線采樣 .若低電平 ,寫入的位是 0,見圖 ； 若高電平寫入的位是 1， 見圖 2位間的間隙應(yīng)大于 1us。 初始化 單總線上的所有處理均從初始化開始。 液晶控制邏輯單元 液晶控制邏輯單元 負(fù)責(zé)把處理好的數(shù)據(jù)發(fā)給 12864進(jìn)行顯示，因此該單元主要是產(chǎn)生 12864的讀寫信號。 數(shù)據(jù)采集控制邏輯單元 數(shù)據(jù)采集控制邏輯單元負(fù)責(zé)采集 16路的溫度數(shù)據(jù)，該單元控制數(shù)據(jù)的采集方式， 16路數(shù)據(jù)怎么采，可以是同時采，可以采某一個溫度數(shù)據(jù)，也可以才指定的幾個溫度數(shù)據(jù)等等。 15 第四章 基于 FPGA的多路溫度采集與處理系統(tǒng)的軟件設(shè)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(fù)責(zé)所有的數(shù)據(jù)處理以及各部分單元邏輯之間的關(guān)聯(lián)。如下圖所示為液晶顯示部分的電路圖。串行的方式是使用標(biāo)準(zhǔn)的 SPI 通信方式，使用這種方式能節(jié)省大量的 IO管腳。 *注釋 3：如背光和模塊共用一個電源，可以將模塊上的 JA、 JK 用焊錫短接。 基本特性 : ? 低電源電壓（ VDD:++） ? 顯示分辨率 :128 64 點 ? 內(nèi)置漢字字庫，提供 8192 個 16 16 點陣漢字 (簡繁體可選 ) ? 內(nèi)置 128 個 16 8 點陣字符 ? 2MHZ 時鐘頻率 ? 顯示方式： STN、半透、正顯 ? 驅(qū)動方式： 1/32DUTY， 1/5BIAS ? 視角方向： 6 點 26 25 24 23 22 21 20 21 S S S S S S S S 26 25 24 23 22 21 20 21 S S S S S 26 25 24 13 ? 背光方式：側(cè)部高亮白色 LED，功耗僅為普通 LED 的 1/5— 1/10 ? 通訊方式：串行、并口可選 ? 內(nèi)置 DCDC 轉(zhuǎn)換電路，無需外加負(fù)壓 ? 無需片選信號，簡化軟件設(shè)計 ? 工作溫度 : 0℃ +55℃ ,存儲溫度 : 20℃ +60℃ 管腳定義 表 35 管腳號 管腳名稱 電平 管腳功能描述 1 VSS 0V 電源地 2 VCC +5V 電源正 3 V0 對比度（亮度）調(diào)整 4 RS(CS） H/L RS=“ H” ,表示 DB7—— DB0 為顯示數(shù)據(jù) RS=“ L” ,表示 DB7—— DB0 為顯示指令數(shù)據(jù) 5 R/W(SID) H/L R/W=“ H” ,E=“ H” ,數(shù)據(jù)被讀到 DB7—— DB0 R/W=“ L” ,E=“ H→ L” , DB7—— DB0 的數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR 6 E(SCLK) H/L 使能信號 7 DB0 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 8 DB1 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 9 DB2 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 10 DB3 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 11 DB4 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 12 DB5 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 13 DB6 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 14 DB7 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 15 PSB H/L H： 8 位或 4 位并口方式， L：串口方式（見注釋 1） 16 NC 空腳 17 /RESET H/L 復(fù)位端，低電平有效（見注釋 2） 18 VOUT LCD 驅(qū)動電壓輸出端 19 A VDD 背光源正端（ +5V）（見注 釋 3） 20 K VSS 背光源負(fù)端（見注釋 3） *注釋 1：如在實際應(yīng)用中僅使用并口通訊模式，可將 PSB 接固定高電平，也可 14 以將模塊上的 J8和“ VCC”用焊錫短接。可以顯示 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。 圖 36 DS18B20的引腳 管腳定義： ：地； ：數(shù)字輸入 /輸出； ：可選的 +5V 電源 溫度計算： Ds1820 用 9 位存貯溫值度，最高位為符號位，下圖為 18b20 的溫度存儲方式，負(fù)溫度 S=1，正溫度 S=0。每只 DS18B20 都可以設(shè)置成兩種供電方式，即數(shù)據(jù)總線供電方式和外部供電方式采取數(shù)據(jù)總線供電方式。將存貯器中的二進(jìn)制數(shù)求補再轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)并除以 2 就得到被測溫度值(550℃ 125℃ )。 1號存貯器存放溫度值的符號，如果溫度為負(fù) (℃ )，則 1號存貯器 8位全為1 否則全為 0。最后 8位是前面 56 位的 CRC(循環(huán)冗余校驗 )碼。開始 8位是產(chǎn)品類型編碼 (DSl820 編碼均為 10H)。 DSl820 的測量范圍從 55℃到 +125℃，增量值為 ℃