基于FPGA的环境测试仪系统设计.doc

1、 草鱼 草鱼 草鱼草鱼 基于 FPGA 的环境测试仪系统的设计 草鱼 草鱼 THE 草鱼 ANALYSIS 草鱼 AND 草鱼 DESIGN 草鱼 OF 草鱼ENVIRONMENTAL 草鱼 TEST 草鱼 SYSTEMS 草鱼BASED 草鱼 ON 草鱼 FPGA 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 专 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼业 ： p o r k 草鱼电气工程及其自动化 草鱼 姓 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼名 ： p o r k 草鱼李 草鱼征 草鱼 指 草鱼导 草鱼教 草鱼 草鱼师 ： p o r k 草鱼 申 请学位级别 ： p o r

2、 k 草鱼学 草鱼士 草鱼 论文提交日期 ： p o r k 草鱼 2011 年 草鱼 6 草鱼月 10 日 草鱼 学位授予单位 ： p o r k 草鱼天津科技大学 草鱼 I 草鱼 摘 草鱼 草鱼 要 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 温度是生活中最基本的环境参数 。 草鱼 温度环境的监测与控制 ， 鲤鱼 对于生物生存生长 ， 鲤鱼 工业生产发展都有着非同一般的意义 。 草鱼 温度传感器的应用涉及机械制造 、 pork工业过程控制 、 pork汽车电子产品 、 pork消费电子产品和专用设备等各个领域 。 草鱼 传统的常用温度传感器有热电偶 、 pork电阻温度监测仪 RTD 和 NTC

3、热敏电阻等 。 草鱼 但信号调理 ，鲤鱼 模数转换及恒温器等功能全都会增加成本 。 草鱼 现代集成温度传感器通常包含这些功能 ， 鲤鱼 并以其低廉的价格迅速地占据了市场 。 草鱼草鱼 基于 FPGA的环境测试仪采用数字式温度传感器 DS1820采用数字化一线总线技术具有许多优异特性 。 草鱼 其一 ， 鲤鱼 它将控制线 、 pork地址线 、 pork数据线合为一根导线 ， 鲤鱼 允许在同一根导线上挂接多个控制对象 ， 鲤鱼 形成多点一线总线测控系统 。 草鱼 布线施工方便 ，鲤鱼 成本低廉 。 草鱼 其二 ， 鲤鱼 线路上传送的是数字信号 ， 鲤鱼 所受干扰和损耗小 ， 鲤鱼 性能好 。 草

4、鱼草 鱼 目前基于智能温度传感器 DS18B20 的测温设计大多是单片机程序 。 草鱼 本课题尝试使用 FPGA 芯片进行设计 。 草鱼 FPGA 内部有丰富的触发器和 I/O 引脚 ， 鲤鱼 同时具有静态可重复编程和动态在系统重构的特性 ， 鲤鱼 极大的提高了设计的灵活性和通用性 ，鲤鱼 更适合电子系统的开发 。 草鱼 鉴于此 ， 鲤鱼 本课题使用硬件描述语言设计 FPGA 控制器来实现传感器控制 。 草鱼草鱼 关键词 ： pork 草鱼 一线总线 ； pork 草鱼 串口 ； pork 草鱼 异步通讯 ； pork 草鱼 握手 ； pork 草鱼 FPGA； pork 草鱼 DS18B20

5、； pork 草 鱼 MSCOMM草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 ABSTRACT 草鱼 草鱼 II 草鱼 草鱼 草鱼 Temperature 草鱼 is 草鱼 one 草鱼 of 草鱼 the 草鱼 most 草鱼 essential 草鱼 Parameters 草鱼 in 草鱼 our 草鱼 li

6、fe. 草鱼 The 草鱼monitor 草鱼 and 草鱼 control 草鱼 of 草鱼 the 草鱼 temperature 草鱼 have 草鱼 phenomenal 草鱼 importance 草鱼 to 草鱼 the 草鱼growth 草鱼 of 草鱼 creatures 草鱼 and 草鱼 Industries 草鱼 .The 草鱼 temperature 草鱼 sensors 草鱼 apply 草鱼 to 草鱼 all 草鱼 kinds 草鱼of 草鱼 field 草鱼 like 草鱼 mechanic 草鱼 manufacture, 草鱼 process 草鱼 contro

7、l, 草鱼 automobile 草鱼 electrics, 草鱼electronic 草鱼 consumer 草鱼 goods 草鱼 and 草鱼 other 草鱼 special 草鱼 facilities. 草鱼 Traditional 草鱼 temperature 草鱼sensors 草鱼 include 草鱼 thermocouples， 鲤鱼 resistance 草鱼 temperature 草鱼 detectors, 草鱼 negative 草鱼temperature 草鱼 coefficient 草鱼 Thermistors, 草鱼 etc. 草鱼 However， 鲤鱼 p

8、eripheries 草鱼 such 草鱼 as 草鱼 signal 草鱼modulation， 鲤鱼 A/D 草鱼 conversion， 鲤鱼 Thermostat 草鱼 adds 草鱼 to 草鱼 the 草鱼 Cost. 草鱼 Modem 草鱼 integrated 草鱼temperature 草鱼 sensors 草鱼 including 草鱼 all 草鱼 these 草鱼 functions 草鱼 occupy 草鱼 the 草鱼 market 草鱼 quickly. 草鱼Digital 草鱼 temperature 草鱼 sensors 草鱼 DS18B20 草鱼 promot

9、ed 草鱼 by 草鱼 Dallas 草鱼 Semiconductor 草鱼Company 草鱼 has 草鱼 its 草鱼 distinguishing 草鱼 characteristics 草鱼 due 草鱼 to 草鱼 its 草鱼 the 草鱼 digitalized 草鱼one-wire 草鱼 technology. 草鱼 First 草鱼 of 草鱼 all, 草鱼 it 草鱼 merges 草鱼 the 草鱼 control 草鱼 line, 草鱼 address 草鱼 line 草鱼 and 草鱼data 草鱼 line 草鱼 into 草鱼 one 草鱼 wire， 鲤鱼 草

10、鱼 allowing 草鱼 muli-drop 草鱼 on 草鱼 one 草鱼 same 草鱼 wire 草鱼 to 草鱼 form 草鱼 a 草鱼 mult 草鱼 point 草鱼 temperature 草鱼 control 草鱼 system. 草鱼 Secondly， 鲤鱼 digital 草鱼 signals 草鱼 transmit 草鱼 on 草鱼 the 草 鱼 bus 草鱼 instead 草鱼 of 草鱼 analog 草鱼 ones 草鱼 to 草鱼 insure 草鱼 small 草鱼 derogation 草鱼 and 草鱼 less 草鱼 distribution.

11、草鱼 This 草鱼project 草鱼 aims 草鱼 at 草鱼 the 草鱼 design 草鱼 and 草鱼 analysis 草鱼 of 草鱼 a 草鱼 temperature 草鱼 acquisiton 草鱼 and 草鱼 control 草鱼 system 草鱼 based 草鱼 on 草鱼 the 草鱼 digitalized 草 鱼 one-wire 草鱼 technology草鱼 草鱼 Keyword: 草鱼 草鱼 One-wire 草鱼 bus； pork 草鱼 Serial 草鱼 Ports； pork 草鱼 Asynchronous 草鱼 communication；

12、 pork 草鱼 Handshake； pork 草鱼 FPGA； pork 草鱼 DS18B20； pork 草鱼 MSCOMM 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 目 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 录 草鱼 草鱼 1 草鱼 绪论 . 1 草鱼 1.1 草鱼 电子设计自动化 (EDA) . 1 草鱼 1.2 草鱼 硬件描述语言 (HOL) . 1 草鱼 III 1.3现场可编程逻辑器件 (FPGA) . 1 草鱼 1.4论文选题背景 . 3 草鱼 1.5论文安排 . 4 草鱼 2 草鱼 智能温度采集控制器关键技术分析 . 7 草鱼 2.1

13、温度传感器 . 7 草鱼 2.2智能数字温度传感器 . 9 草鱼 3 草鱼 系统的硬件设计 . 9 草鱼 3.1体系架构框图 . 11 草鱼 3.2 草鱼 Control 草鱼 Block 的设计 . 12 草鱼 3.3 草鱼 Data 草鱼 Path 的设计 . 15 草鱼 3.4 草鱼 系 统开发环境 . 15 草鱼 3.5 草鱼 控制器设计方案 . 16 草鱼 3.5.1 初始方案 . 23 草鱼 3.6控制器逻辑功能流程图 . 23 草鱼 3.7 草鱼 控制器逻辑功能模块 . 23 草鱼 3.7.1 模块的层次结构 . 23 草鱼 3.7.2 时钟分频模块的设计 . 23 草鱼 3.7

14、.3 草鱼 Data 草鱼 Path 的设计 . 24 草鱼 3.8界面的功能介绍 . 26 草鱼 4 草鱼 系统的软件设计 . 27 草鱼 4.1 草鱼 MSCOMM 串口通信控件 . 27 草鱼 4.2 草鱼 草鱼 解码温度数据 . 27 草鱼 IV 4.3 草鱼 程序设计关键点 . 28 草鱼 5 草鱼 草鱼 结 论及展望 . 30 草鱼 5.1 草鱼 结论 . 30 草鱼 5.2 草鱼 进一步的工作 . 30 草鱼 参考文献 . 31 草鱼 致谢 . 32 草鱼 天津科技大学 2011 届本科 生 毕业论文 1 草鱼 1 草鱼 草鱼 绪论 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 1.1 草

15、鱼 电子设计自动化 (EDA)草鱼 草鱼 电子设计自动化 EDA 是指以计算机为工作平台 ， 鲤鱼 把应用电子技术 、 pork计算机技术 、p ork智能化技术等融合在一个电子 CAD 通用软件包中 ， 鲤鱼 辅助进行三方面的电子设计工作 :集成电路设计 、 p ork电子电路设计以及 PCB 设计 。 草鱼 电子设计自动化发展 40 多年来 ， 鲤鱼 先后经历了三个阶段 :草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 l).CAD 阶段 (20 世纪 60 年代 -80 年代初期 )草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 2).CAE 阶段 (20 世纪 80 年代 -90 年代初期 )草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 3).EDA 阶

16、段 (20 世纪 90 年代以来 )草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 进入 20 世纪 90 年代以来 ， 鲤鱼 电子信息类产品的开发明显出现两个特点 :一是产品的复杂程度加深 ;pork二是产品的上市时限紧迫 。 草鱼 这两点对 EDA 技术提出了新的要求 ， 鲤鱼 为此业界开始使用一种高层次的电子设计方法 ， 鲤鱼 也称为系统级的设计方法 。草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 高层次设计是 一种“概念驱动”形式的设计 。 草鱼 它的设计步骤如下 :草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 1).对系统进行任务划分 。 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 2).进行设计输入 。 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 3).将以上的设计输入编译成

17、标准的 HDL 文件 。 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 4).利用综合器对 HDL 源代码进行综合优化处理 ， 鲤鱼 生成门级描述的网表文件 。草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 5).这是将高层次描述转化为硬件电路的关键步骤 。 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 6).利用适配器将综合后的网表文件针对某一确定的目标器件进行逻辑映射 。草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 7).将适配器产生的器件编程文件通过编程器或下载电缆载入 FPGA或 CPLD中 。 草鱼草鱼 草鱼 1.2硬件描述语言 (HOL)草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 硬件描述语言 草鱼 草鱼 (Hardware 草鱼 Description 草鱼

18、Language)是硬件设计人员和 EDA工具之间的界面 ， 鲤鱼 它主要用于从算法级 、 pork门级到开关级的多种抽象设计层次的数字系统建模 。 草鱼 被建模的数字系统对象既可以是简单的门 ， 鲤鱼 也可以是完整的电子数字系统 。 草鱼 硬件描述语言的主要功能是用于编写设计文件 ， 鲤鱼 建立 电子系统行为级仿真模型 。 草鱼 利用高性能的计算机对用 verilog 草鱼 HDL 和 VHDL 建模的复杂数字逻辑天津科技大学 2011 届本科 生 毕业论文 2 模型进行仿真 。 草鱼 并对它进行自动综合以生成符合设计要求且在电路结构上可以实现的数字逻辑网表 (Net 草鱼 list)。 草

19、鱼 根据网表和适合某种工艺的器件自动生成具体电路 ， 鲤鱼 并生成该工艺条件下具体电路的延时模型 。 草鱼 仿真验证无误后的电路用于制ASIC 芯片或写入 FPGA 和 CPLD 器件中 。 草鱼草鱼 在 EDA 领域中 ， 鲤鱼 一般把用 HDL 语言建立的数字模型称为软核 (Soft 草鱼 Core)， 鲤鱼 把用 HDL 建模和综合后生 成的网表成为固核 草鱼 (Hard 草鱼 Core)。 草鱼 重复利用这些模块可以缩短开发时间 ， 鲤鱼 提高产品开发成功率 ， 鲤鱼 并提高设计效 。 草鱼草鱼 草鱼 1.3 现场可编程逻辑器件 (FPGA)草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 l)可编程逻辑

20、器件 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 随着电子技术的不断发展与进步 ， 鲤鱼 电子系统的设计方法发生了很大的变化 。 草鱼传统的设计方法正逐步退出历史舞台 ， 鲤鱼 而基于 EDA 技术的芯片设计正在成为电子系统设计的主流 。 草鱼 大规模可编程逻辑器件 CPLD 和 FPGA 是当今应用最广泛的两类可编程专用集成电路 (ASIC)。 草鱼 电子设计工程师利用它可以在办公室或实验室里设计出所需的专用集成电路 ， 鲤鱼 从而大大缩短了产品上市时间 ， 鲤鱼 降低了开发成本 。 草鱼 此外 ， 鲤鱼 可编程逻辑器件还具有静态可重复编程和动态在系统重构的特性 。 草鱼这使得硬件的功能可以像软件一样通过编程来

21、修改 ， 鲤鱼 极大地提高了电子系统设计的灵活性和通用性 。 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 正是如此 ， 鲤鱼 CPLD 和 FPGA 受到了世界范围内广大电子设计工程师的普遍欢迎 ， 鲤鱼 应用日益广泛 。 草鱼 FPGA 是英文 Field 草鱼 Programmab1e 草鱼 Gate 草鱼 Array 的缩写 ， 鲤鱼 即现场可编程门阵列 ， 鲤鱼 它是在 PAL、 porkGAL、 porkEPLD 等可编程器件的基础上进一步发展的产物 。 草鱼 它是作为专用集成电路 (ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的 ， 鲤鱼既解决了定制电路的不足 ， 鲤鱼 又克服了原有可编程器件门电

22、路数有限的缺点 。 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 FPGA 采用了逻辑单元阵列 草鱼 草鱼 LCA(Logic 草鱼 Cell 草鱼 Array)这样一个新概念 ， 鲤鱼 内部包括一可配置逻辑模块 CLB(configurable 草鱼 logic 草鱼 Block)、 pork输出输 入模块IOB(Input 草鱼 Output 草鱼 Block)和内部连线 (Interconnect)三个部分 。 草鱼 FPGA 的基本特点主要有 :草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 采用 FPGA 设计 ASIC 电路 ， 鲤鱼 用户不需要投片生产 ， 鲤鱼 就能得到合用的芯片 。草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草

23、鱼 草鱼 FPGA 可做其它全定制或半定制 ASIC 电路的中试样片 。 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 FPGA 内部有丰富的触发器和 I/O 引脚 。 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 FPGA 是 ASIC 电路中设计周期最短 、 pork开发费用最低 、 pork风 险最小的器件 草鱼 之 草鱼 草鱼 一 。 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 FPGA 采用高速 CHMOS 工艺 ， 鲤鱼 功耗低 ， 鲤鱼 可以与 CMOS、 porkTTL 电平兼容 。 草鱼草鱼 天津科技大学 2011 届本科 生 毕业论文 3 可以说 ， 鲤鱼 FPGA 芯片是小批量系统提高系统集成度 、 po

24、rk可靠性的最佳选择之一 。 草鱼目前 FPGA 的品种很多 ， 鲤鱼 有 XILINX 的 VIRTEX 系列 、 porkSPARTAN 系列 TI 公司的TPC 系列 、 porkALTERA 公司的 FIEX 系列等 。 草鱼草鱼 FPGA 是由存放在片内 ROM/RAM 中的程序来设置其工作状态的 。 草鱼 因此 ， 鲤鱼 工作时需要对片内的 ROM/RAM 进行编程 。 草鱼 用户可以根据不同的配置模式 ， 鲤鱼 采用不同的编程方式 。 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 加电时 ， 鲤鱼 FPGA 芯片将 EPROM 中数据读入片内编程 RAM 中 ， 鲤鱼 配置完成后 ，鲤鱼 F

25、PGA 进入工作状态 。 草鱼 掉电后 ， 鲤鱼 FPGA 恢复成白片 ， 鲤鱼 内部逻辑关系消失 。 草鱼 因此 FPGA能够反复使用 。 草鱼 FPGA 的编程无须专用的 FPGA 编程器 ， 鲤鱼 只须用通用的 EPROM、porkPROM 编程器即可 。 草鱼 这样 ， 鲤鱼 同一片 FPGA， 鲤鱼 不同的编程数据 ， 鲤鱼 可以产生不同的电路功能 。 草鱼草鱼 因此 ， 鲤鱼 FPGA 的使用非常灵活 。 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 FPGA 有多种配置模式 :并行主模式为一片 FPGA 加一片 EPROM 的方式 ;pork主从模式可以支持一片 PROM编程多片 FPGA;

26、pork串行模式可以采用串行 PROM编程 FPGA;p ork外设模式可以将 FPGA 作为微处理器的外设 ， 鲤鱼 由微处理器对其编程 。 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 2)用 HDL 语言开发 PLD/FPGA 的基本流程为 :草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 文本编辑 :用任何文本编辑器都可以进行 ， 鲤鱼 也可以用专用的 HDL 编辑环境 。草鱼 通常 VHDL 文件保存 为 .vhd 文件 ， 鲤鱼 Verilog 文件保存为 .v文件 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 功能仿真 :将文件调入 HDL 仿真软件进行功能仿真 ， 鲤鱼 检查逻辑功能是否正确(也叫前仿真 ， 鲤鱼 对简单的

27、设计可以跳过这一步 ， 鲤鱼 只在布线完成以后 ， 鲤鱼 进行时序仿真 )草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 逻辑综合 :将源文件调入逻辑综合软件进行综合 ， 鲤鱼 即把语言综合成最简的布尔表达式和信号的连接关系 。 草鱼 逻辑综合软件会生成 .edf(edif)的 草鱼 EDA 工业标准文件 。 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 布局布线 :将 .edf文件调入 PLD 厂家提供 的软件中进行布线 ， 鲤鱼 即把设计 -好的逻辑安放到 PLD/FPGA 内 。 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 时序仿真 :需要利用在布局布线中获得的精确参数 ， 鲤鱼 用仿真软件验证电路的时序 。 草鱼 (也叫后仿

28、真 )草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 编程下载 :确认仿真无误后 ， 鲤鱼 将文件下载到芯片中 。 草鱼草鱼 草鱼 1.4 论文选题背景 草鱼 草鱼 目前基一于智能温度传感器 草鱼 DS18B20 的测温设计大多是单片机程序 。 草鱼 本课题尝试使用 FPGA 芯片进行设计 。 草鱼 FPGA 内部有卜富的触发器和 I/O 引脚 ， 鲤鱼 同时具有静态可重复编程和动态在系 统重构的特性 ， 鲤鱼 极大地提高了设计的灵活性和通用天津科技大学 2011 届本科 生 毕业论文 4 性 ， 鲤鱼 更适于电子系统的开发 .如果用户需求量非常大 ， 鲤鱼 采用 ASIC 流片则极大地节省了省成本 ， 鲤鱼

29、经济效益十分显著 。 草鱼 FPGA 可做其它全定制或半定制 ASIC 电路的中试样片 。 草鱼 鉴于此 ， 鲤鱼 本课题使用硬件描述语言设计 FPGA 控制器来实现传感器控制 ， 鲤鱼 同时用 VC 来实现用户控制界面 。 草鱼草鱼 一线总线 (l-wire)传感器的出现 (如 DS18B20)， 鲤鱼 使得在仓库 、 pork工厂 、 pork楼宇等需要实时测温的网络布线得以大大改善 。 草鱼 比如 :在大体积混凝土的建造过程 中 ， 鲤鱼 为防止混凝土的开裂而造成工程的失败 ， 鲤鱼 需要对若干点的温度进行实时监控 。 草鱼 由于施工现场的限制 ， 鲤鱼 使得可利用的布线区域越简单越好

30、。 草鱼 与此同时 ， 鲤鱼 现场温度的采集与控制也有一定的要求 。 草鱼 这时就可以在需要的测温点横向或纵向构成一层层的网络 ， 鲤鱼 而各个一线总线传感器直接挂接在上面即可 。 草鱼 而对于每层的温度采集和控制则可以由“ FPGA 控制器”去实现 ， 鲤鱼 它也只需挂接在上面就可以了 ， 鲤鱼 使用和拆卸都很方便 。 草鱼 并且由于 FPGA 移植性好 、 pork升级方便 ， 鲤鱼 对于各企业的成本也可以大大降低 。 草鱼 随着 FPGA 的进一步发展 ， 鲤鱼 此温度采集控制器的应用范围将不断扩大 ， 鲤鱼所体现的价值也将越来越高 。 草鱼草鱼 草鱼 1.5 论文安排 草鱼 草鱼 草鱼

31、 草鱼 草鱼 草鱼 本章为论文的概述部分 。 草鱼 介绍了电子设计自动化技术 、 pork硬件描述语言和FPGA 的特点和开发流程 ， 鲤鱼 并介绍了课题的背景 。 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 第二章系统性地介绍了智能温度采集控制器的关键技术 :首先介绍了温度传感器的发展与应用 ， 鲤鱼 然后重点分析了本课题所涉及的数字一线总线温度传感器的命令和时序 。 草鱼 最后对课题中采用的通信技术与人机交互界面做了 简单介绍 。 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 第三章和第四章详细分析了智能温度采集控制器的体系架构 ， 鲤鱼 提出了控制器的设计架构 、 pork系统开发环境 ， 鲤鱼 讨论了控制器

32、的设计方案 。 草鱼 重点对系统的软硬件进行了设计 。 草鱼草鱼 对全文作了总结 ， 鲤鱼 对进一步的研究作了展望 ， 鲤鱼 希望本设计能使智能温度采集控制器在新的领域有所发展 。 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 天津科技大学 2011 届本科 生 毕业论文 5 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼草鱼 2 草鱼 智能温度采集控制器关键技术分析 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 整个智能温度采集控制器分为三个部分 :PC 端上位机 -FPGA控制器 -温度传感器 草鱼 DS18B20。 草鱼 如图 2-l。 草鱼草鱼 草

33、鱼PC端上位机FPGA控制器温度控制器DS18B20温度控制器DS18B20温度控制器DS18B201-wire bus总线规范RS232C 总线规范草鱼 图 2-1 草鱼 系统结构图 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 PC 机实现的上位机提供便捷友好的用户界面 。 草鱼 用户只需要简单地点击一下按钮 ， 鲤鱼 就可以得到所关心的数据 ， 鲤鱼 而不必关心到底层复杂的通讯过程 。 草鱼 上位机程序根据用户的使用目的 ， 鲤鱼 自动与 FPGA 进行一系列的通讯 ， 鲤鱼 使上位机通过编程实现一个控制器来控制 PC 主板上的串口模块 ， 鲤鱼 一个能通过 FPGA 转发后与传感器通讯的状态机控制器和

34、一个用于与用户交互的用户界面 。 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 FPGA 实现的控制器处于既端上位机与温度传感器 草鱼 草鱼 DS18B20 中间 。 草鱼 它接收从串口得来的 PC 端上位机命令 ,通过内部状态机逻辑的判断和控制 ， 鲤鱼 将命令传达至传感器 ， 鲤鱼 并将命令的执行结果返回给上位机 。 草鱼 草鱼 FPGA 主要实现 l-wire 收发器和 RS232 收发器 ， 鲤鱼 对两边起沟通作用 。 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 智能温度传感器 草鱼 DS18B20 集温度测量 ， 鲤鱼 A/D 转换于一体 ， 鲤鱼 具有一线 总线结构 ， 鲤鱼 数字量输出 ， 鲤鱼 直接与微机接口等优点 。 草鱼草鱼 草鱼 2.1 温度传感器 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 近百年来 ， 鲤鱼 温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段 :草鱼