基于FPGA温度监测系统设计.doc

1、基于温度监测系统的设计 - 1 - 目录 草鱼 前言 - 2 -草鱼 第一章 草鱼总体设计方案 - 3 -草鱼 1.1 草鱼 Quartus 草鱼 II 软件介绍 - 3 -草鱼 1.1.1 草鱼 Quartus 软件的工作界面 - 3 -草鱼 1.1.2 草鱼 Quartus 软件简介 - 4 -草鱼 1.2 草鱼 基于温度监测系统框图 - 5 -草鱼 1.2.1系统硬件原理框 - 5 -草鱼 1.2.2系统电路原理框 - 5 -草鱼 第二章 草鱼硬件设计 - 6 -草鱼 2.1 草鱼 FPGA 芯片介绍 - 6 -草鱼 2.1.1FPGA 芯片硬件图 - 6 -草鱼 2.1.2 草鱼 FP

2、GA 芯片简介 - 7 -草鱼 2.2 草鱼 LCD1602液晶显示 - 9 -草鱼 2.3 草鱼 DS18B20温度传感器 - 10 -草鱼 2.4 草鱼 发光二极管 - 12 -草鱼 2.5 草鱼 按键 - 14 -草鱼 2.6系统硬件连接 - 14 -草鱼 2.6.1 草鱼 硬件电路的连接 - 14 -草鱼 2.6.2 草鱼 硬件电路连接的说明 - 15 -草鱼 第三章 草鱼软件设计 - 15 -草鱼 3.1软件原理框图 - 15 -草鱼 基于温度监测系统的设计 - 2 - 3.2 草鱼 基于 Quartus 软件仿真波形 - 16 -草鱼 3.2 草鱼 基于硬件基础上的软件电路 - 1

3、7 -草鱼 3.2.1 草鱼 二分频电路 - 17 -草鱼 3.2.2键盘电路 - 17 -草鱼 3.2.3弹跳消除电路 - 19 -草鱼 第四章 草鱼系统调试 - 20 -草鱼 第五章 草鱼课程总结 - 21 -草鱼 第六章 草鱼参考文献 - 22 -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 前言 草鱼 电子设计自动化（ EDA）是近几年发展起来的计算机软件 、 p ork硬件和微电子技术交叉形成 的现代电子设计技术 ， 鲤鱼 其含义已经不局限在当初的类似 Protel 电路版图设计自动化的概念 ， 鲤鱼 目前 EDA 技术更多的是指芯片

4、内的电路设计自动化 。 草鱼 也就是说 ， 鲤鱼 开发人员完全可以通过自己设计电路来制定其芯片内部的电路功能 ， 鲤鱼 使之成为专用集成电路（ ASIC）芯片 ， 鲤鱼 这就是当代的用户可编程逻辑器件（ PLD）技术 。草鱼 用户可以完全不懂具体的硬件电路结构 ， 鲤鱼 而只通过硬件描述语言就设计出功能强大的数字系统 。 草鱼 电子设计工程师只要拥有一台电脑 、 pork一套 EDA 开发工具 、 po r k一块FPGA/CPLD 芯片 ， 鲤鱼 就可 以设计出所需要的专用集成电路 ， 鲤鱼 大大减少了开发成本和开发时间 。 草鱼 设计人员可以通过软件编程来修改硬件的功能 ， 鲤鱼 极大地提

5、高了设计的灵活性和通用性 ， 鲤鱼 使电子设计变得简单快速 。 草鱼草鱼 这次基于 FPGA 温度监测系统设计的课程设计由总体框架构成下 ， 鲤鱼 各个部分模块基于温度监测系统的设计 - 3 - 的拼接与联系 ， 鲤鱼 在 Quartus 软件的基础上实现温度监测的功能 。 草鱼 首先硬件由DS18B20温度传感器 ， 鲤鱼 1602液晶 ， 鲤鱼 发光二极管 ， 鲤鱼 按键等组成 ； pork软件部分由二分频电路 ， 鲤鱼 键盘电路和弹跳消除电路组成 ； pork最后将硬件和软件合理的结 合形成温度监测系统 。 草鱼 该实验采用由总到分再到总的实验模式 ， 鲤鱼 在总体思路下各硬件电路的实现

6、以及软件电路的辅助之后再总的合并 ， 鲤鱼 即完成该课程设计 。 草鱼 其中软件的形成需要我们熟悉掌握 Quartus 软件 ， 鲤鱼 由原理图 程序编写 程序编译 程序修改 再次编译 管脚定义 程序下载 程序加载 硬件测试的过程 。 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 第一章 草鱼 总体设计方案 草鱼 1.1 草鱼 Quartus 草鱼 II 软件介绍 草鱼 1.1.1 草鱼Quartus 软件的工作界面 草鱼 Quartus 软件的工作界面如下图 1.1所示 草鱼 基于温度监测系统的设计 - 4 - 草鱼 图

7、 1.1 草鱼 草鱼 草鱼 Quartus 软件界面 草鱼 1.1.2 草鱼Quartus 软件简介 草鱼 Quartus 草鱼 II 草鱼 是 Altera 公司 的综合性 PLD/FPGA 开发 软件 ， 鲤鱼 支持原理图 、 porkVHDL、porkVerilogHDL 以及 AHDL（ Altera 草鱼 Hardware 草鱼 Description 草鱼 Language）等多种设计输入形式 ， 鲤鱼 内嵌自有的综合器以及仿真器 ， 鲤鱼 可以完成从设计输入 到硬件配置的完整PLD 设计流程 Quartus 草鱼 II 可以在 XP、 porkLinux 以及 Unix 上使用

8、， 鲤鱼 除了可以使用 Tcl脚本 完成设计流程外 ， 鲤鱼 提供了完善的用户图形界面设计方式 。 草鱼 具有运行速度快 ，鲤鱼 界面统一 ， 鲤鱼 功能集中 ， 鲤鱼 易学易用等特点 。 草鱼 Quartus 草鱼 II 支持 Altera 的 IP 核 ， 鲤鱼 包含了LPM/MegaFunction 宏功能模块库 ， 鲤鱼 使用户可以充分利用成熟的模块 ， 鲤鱼 简化了设计的复杂性 、 por k加快了设计速度 。 草鱼 对第三方 EDA 工具的良好支持也使用户可以在设计流程的各个阶段使用 熟悉的第三方 EDA 工具 。 草鱼 此外 ， 鲤鱼 Quartus 草鱼 II 草鱼 通过和 D

9、SP 草鱼 Builder 工具与 Matlab/Simulink 相结合 ， 鲤鱼 可以方便地实现各种 DSP 应用系统 ； por k支持 Altera 的片上可编程系统（ SOPC）开发 ， 鲤鱼 集系统级设计 、 pork嵌入式软件开发 、pork可编程逻辑设计于一体 ， 鲤鱼 是一种综合性的开发平台 。 草鱼 草鱼 Maxplus 草鱼 II 草鱼 作为 Altera 的上一代 PLD 设计软件 ， 鲤鱼 由于其出色的易用性而得到了广泛的应用 。 草鱼 目前 Altera已经停止了对 Maxplus 草 鱼 II 草鱼 的更新支持 ， 鲤鱼 Quartus 草鱼 II 草鱼 与之相比

10、不仅仅是支持器件类型的丰富和图形界面的改变 。 草鱼 Altera 在 Quartus 草鱼 II 草鱼 中包含了许多诸如 SignalTap 草鱼 II、 porkChip 草鱼 Editor 和 RTL 草鱼 Viewer 的设计辅助工具 ， 鲤鱼 集成了 SOPC 和 HardCopy 设计流程 ， 鲤鱼 并且继承了 Maxplus 草鱼 II 草鱼 友好的图形界面及简便的使用方法 。 草鱼 Altera 草鱼Quartus 草鱼 II 草鱼 作为一种可编程逻辑的设计环境 , 草鱼 由于其强大的设计能力和 直观易用的接口 ， 鲤鱼 越来越受到 数字系统设计 者的欢迎 。 草鱼 草鱼 Qu

11、artus 草鱼 II 提供了完全集成且与电路结构无关的开发包环境 ， 鲤鱼 具有数字逻辑设计的全部特性 ， 鲤鱼 包括 ： pork可利用原理图 、 pork结构框图 、 porkVerilogHDL、 porkAHDL 和 VHDL完成电路描述 ， 鲤鱼 并将其保存为设计实体文件 ； pork芯片（电路）平面布局连线编辑 ；基于温度监测系统的设计 - 5 - porkLogicLock 增量设计方法 ， 鲤鱼 用户可建立并优化系统 ， 鲤鱼 然后添加对原始系统的性能影响较小或无影响的后续模块 ； pork功能强大的逻辑综合工具 ； pork完备的电路功能仿真与时序逻辑仿真工具 ； pork

12、定时 /时序分析与关键路径延时分析 ； pork可使用 SignalTap 草鱼 II逻辑分析工具进行嵌入式的逻辑分析 ； pork支持软件源文件的添加和创建 ， 鲤鱼 并将它们链接起来生成编程文件 ； pork使用组合编译方式可一次完成整体设计流程 ； pork自动定位编译错误 ； por k高效的期间编程与验证工具 ； pork可读入标准的 EDIF 网表文件 、 porkVHDL网表文件和 Verilog 网表文件 ； por k能生成第三方 EDA 软件使用的 VHDL 网表文件和 Verilog 网表文件 。 草鱼草鱼 1.2 草鱼 基于温度监测系统框图 草鱼 1.2.1系统硬件原理

13、框 草鱼 设计硬件原理框如下图 1.2所示 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 图 1.2 草鱼 草鱼 设计硬件原理框 草鱼 1.2.2系统电路原理框 草鱼 系统电路原理图如图 1.3所 示 草鱼 基于温度监测系统的设计 - 6 - 草鱼 图 1.3 草鱼 草鱼 系统电路原理图 草鱼 从该硬件原理框以及电路原理图的设计可以看出 基

14、于温度监测系统的设计由 LCD1602液晶显示 、 p ork2或三个发光二极管 、 pork4个按键和 DS18B20温度传感器通过 FPGA 芯片组成的系统实现温度检测功能 。 草鱼 在理解该系统的整体框图后 ， 鲤鱼 我们需要进一步了解各组成系统的硬件的使用及其功能 。 草鱼草鱼 草鱼 第二章 草鱼 硬件设计 草鱼 2.1 草鱼 FPGA 芯片介绍 草鱼 2.1.1FPGA 芯片硬件图 草鱼 FPGA 芯片实物图如下图 2.1所示 草鱼 基于温度监测系统的设计 - 7 - 草鱼 图 2.1 草鱼 草鱼 FPGA 芯片实物图 草鱼 2.1.2 草鱼FPGA 芯片简介 草鱼 目前以硬件描述语

15、言（ Verilog 草鱼 或 草鱼 VHDL）所完成的电路设计 ， 鲤鱼 可以经过简 草鱼 单的综合与布局 ， 鲤鱼 快速的烧录至 草鱼 FPGA 草鱼 上进行测试 ， 鲤鱼 是现代 草鱼 IC 草鱼 设计验证的技术主流 。 草鱼 这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路（比如 AND、 porkOR、 porkXOR、 porkNOT）或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式 。 草鱼 在大多数的 FPGA 里面 ， 鲤鱼 这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器（ Flip flop）或者其他更加完整的记忆块 。 草鱼 系统设计师可以根据需要通过可编辑的连接把 FPGA

16、内部的逻辑块连接起来 ， 鲤鱼 就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里 。 草鱼 一个出厂后的成品 FPGA 的逻辑块和连接可以按照设计者而改变 ， 鲤鱼 所以 FPGA 可以完成所需要的逻辑功能 。 草鱼 FPGA 一般来说比 ASIC（专用集成芯片）的速度要慢 ， 鲤鱼 无法完成复杂的设计 ， 鲤鱼 而且消耗更多的电能 。 草鱼 但是他们也有很多的优点比如可以快速成品 ， 鲤鱼 可以被修改来改正程序中的错误和更便宜的造价 。 草鱼 厂商也可能会提供便宜的但是编辑 能力差的 FPGA。 草鱼 因为这些芯片有比较差的可编辑能力 ， 鲤鱼 所以这些设计的开发是在普通的 FPGA 上完成的 ， 鲤

17、鱼 然后将设计转移到一个类似于 ASIC 的芯片上 。草鱼 另外一种方法是用 CPLD（复杂可编程逻辑器件备） 。 草鱼 草鱼草鱼 FPGA 采用了逻辑单元阵列 LCA（ Logic 草鱼 Cell 草鱼 Array）这样一个概念 ， 鲤鱼 内部包括可配置逻辑模块 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 草鱼现场可编程门阵列（ FPGA）是可编程器件 。 草鱼 与传统逻辑电路和门阵列（如PAL， 鲤鱼 GAL 及 C

18、PLD 器件）相比 ， 鲤鱼 FPGA 具有不同的结构 ， 鲤鱼 FPGA 利用小型查找表（ 16 1RAM）来实现组合逻辑 ， 鲤鱼 每个查找表连接到一个 D 触发器的输入端 ， 鲤鱼 触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动 I/O， 鲤鱼 由此构成了既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块 ， 鲤鱼 这些模块间利用金属连线互相连接或连接到 I/O 模块 。 草鱼 FPGA 的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的 ， 鲤鱼 存 储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与 I/O 间的联接方式 ， 鲤鱼 并最终决定了 FPGA 所基于温度监测系统

19、的设计 - 8 - 能实现的功能 ， 鲤鱼 FPGA 允许无限次的编程 . 草鱼草鱼 FPGA 电源要求输出电压范围从 1.2V 到 5V， 鲤鱼 输出电流范围从数十毫安到数安培 。 草鱼 可用三种电源 ： pork低压差 (LDO)线性稳压器 、 pork开关式 DC-DC稳压器和开关式电源模块 。 草鱼 最终选择何种电源取决于系统 、 pork系统预算和上市时间要求 。 草鱼如果电路板空间是首要考虑因素 ， 鲤鱼 低输出噪声十分重要 ， 鲤鱼 或者系统要求对输入电压变化和负载瞬 变做出快速响应 ， 鲤鱼 则应使用 LDO 稳压器 。 草鱼 LDO 功效比较低（因为是线性稳压器） ， 鲤鱼

20、只能提供中低输出电流 。 草鱼 输入电容通常可以降低 LDO 输入端的电感和噪声 。 草鱼 LDO输出端也需要电容 ， 鲤鱼 用来处理系统瞬变 ， 鲤鱼 并保持系统稳定性 。 草鱼 也可以使用双输出 LDO， 鲤鱼 同时为 VCCINT 和 VCCO供电如果在设计中效率至关重要 ， 鲤鱼 并且系统要求高输出电流 ， 鲤鱼 则开关式稳压器占优势 。 草鱼 开关电源的功效比高于 LDO， 鲤鱼 但其开关电路会增加输出噪声 。草鱼 与 LDO 不同 ， 鲤鱼 开关式稳压器需利用电感来实现 DC-DC 转换 。 草鱼 草鱼草鱼 为确保正确上电 ， 鲤鱼 内核电压 VCCINT的缓升时间必须在制造商规定

21、的范围内 。草鱼 对于一些 FPGA， 鲤鱼 由于 VCCINT 会在晶体管阈值导通前停留更多时间 ， 鲤鱼 因此过长的缓升时间可能会导致启动电流持续较长时间 。 草鱼 如果电源向 FPGA 提供大电流 ， 鲤鱼 则较长的上电缓升时间会引起热应力 。 草鱼 ADI 公司的 DC-DC 稳压器提供可调软启动 ， 鲤鱼 缓升时间可以通过外部电容进行控制 。 草鱼 缓升时间典型值在 20ms 至 100ms 范围内 。 草鱼 许多 FPGA 没有时序控制要求 ， 鲤鱼 因此 VCCINT、 porkVCCO和 VCCAUX 可以 同时上电 。 草鱼 如果这一点无法实现 ， 鲤鱼 上电电流可以稍高 。

22、 草鱼 时序要求依具体 FPGA 而异 。 草鱼 对于一些 FPGA， 鲤鱼 必须同时给 VCCINT 和 VCCO 供电 。草鱼 对于另一些 FPGA， 鲤鱼 这些电源可按任何顺序接通 。 草鱼 多数情况下 ， 鲤鱼 先给 VCCINT后给 VCCO 供电是一种较好的做法 。 草鱼 当 VCCINT 在 0.6V 至 0.8V 范围内时 ， 鲤鱼某些 FPGA 系列会产生上电涌入电流 。 草鱼 在此期间 ， 鲤鱼 电源转换器持续供电 。 草鱼这种应用中 ， 鲤鱼 因为器件需通过降低输出电压来限制电流 ， 鲤鱼 所以不推荐使用返送电流限制 。 草鱼 但在限流电源解决 方案中 ， 鲤鱼 一旦限流

23、电源所供电的电路电流超过设定的额定电流 ， 鲤鱼 电源就会将该电流限制在额定值以下 。 草鱼草鱼 对于高速 、 pork高密度 FPGA 器件 ， 鲤鱼 保持良好的信号完整性对于实现可靠 、 pork可重复的设计十分关键 。 草鱼 适当的电源旁路和去耦可以改善整体信号完整性 。 草鱼 如果去耦不充分 ， 鲤鱼 逻辑转换将会影响电源和地电压 ， 鲤鱼 导致器件工作不正常 。 草鱼此外 ， 鲤鱼 采用分布式电源结构也是一种主要解决方案 ， 鲤鱼 给 FPGA 供电时可以将电源电压偏移降至最低 。 草鱼 在传统电源结构中 ， 鲤鱼 AC/DC 或 DC/DC 转换器位于一个地方 ， 鲤 鱼 并提供多

24、 草鱼 个输出电压 ， 鲤鱼 在整个系统内分配 。 草鱼 这种设计称为集中式电源结构 草鱼 (CPA)， 鲤鱼 见左图 。 草鱼 以高电流分配低电压时 ， 鲤鱼 铜线或 PCB 轨道会产生严重的电阻损耗 ， 鲤鱼 CPA 就会发生问题 。 草鱼 草鱼 CPA 的替代方案是分布式电源结构 (DPA)， 鲤鱼 见左图 。 草鱼 采用 DPA 时 ， 鲤鱼 整个系统内仅分配一个半稳压的 DC电压 ， 鲤鱼 各 DC/DC 转换器（线性或开关式）与各负载相邻 。 草鱼 DPA中 ， 鲤鱼 DC/DC转换器与负载（例如 FPGA）之间的距离近得多 ， 鲤鱼 因而线路电阻和配线电感引起的电压下降得以减小

25、。 草鱼 这种 为负载提供本地电源的方法称为负载点(POL)。 草鱼 草鱼草鱼 目前主流的 FPGA 仍是基于查找表技术的 ， 鲤鱼 已经远远超出了先前版本的基本性能 ， 鲤鱼 并且整合了常用功能（如 RAM、 pork时钟管理和 DSP）的硬核（ ASIC型）模块 。 草鱼 如图 1-1所示（注 ： pork图 1-1只是一个示意图 ， 鲤鱼 实际上每一个系列的 FPGA 都有其相应的内部结构） ， 鲤鱼 FPGA 芯片主 草鱼 要由 7部分完成 ， 鲤鱼 分别为 ：pork可编程输入输出单元 、 pork基本可编程逻辑单元 、 pork完整的时钟管理 、 pork嵌入块式基于温度监测系统的

26、设计 - 9 - RAM、 p ork丰富的布线 资源 、 pork内嵌的底层功能单元和内嵌专用硬件模块 。 草鱼草鱼 FPGA 基本特点 ： pork1）采用 FPGA 设计 ASIC 电路 (专用集成电路 )， 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 2） FPGA 可做其它全定制或半定制ASIC 电路的中试样片 。 草鱼 草鱼 3） FPGA 内部有丰富的触发器和 I/O 引脚 。 草鱼 4） FPGA是 ASIC 电路中设计周期最短 、 pork开发费用最低 、 pork风险最小的器件之一 。 草鱼 5) 草鱼 FPGA 采用高速 CMOS 工艺 ， 鲤

27、鱼 功耗低 ， 鲤鱼 可以与 CMOS、 porkTTL 电平兼容 。 草鱼 可 以说 ，鲤鱼 FPGA 芯片 是小批量系统提高系统集成度 、 pork可靠性的最佳选择之一 。 草鱼 FPGA是由存放在片内 RAM 中的程序来设置其工作状态的 ， 鲤鱼 因此 ， 鲤鱼 工作时需要对片内的 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 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 FPGA 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 ， 鲤

28、鱼 因此 ， 鲤鱼 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 当需要修改 FPGA 功能时 ， 鲤鱼 只需换一片 EPROM 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 。 草鱼因此 ， 鲤鱼 FPGA 的使用非常灵活 。 草鱼 草鱼草鱼 2.2 草鱼 LCD1602液晶显示 草鱼 草鱼 LCD1602液晶显示实物图如右图 2.1所示 草鱼 工业字符型液晶 ， 鲤鱼 能够同时显示 16x02即 32个字符 。 草鱼 （

29、 16列 2行） 草鱼 注 ： pork 为了表示的方便 草鱼 ， 鲤鱼 后文皆以 1表示高电平 ， 鲤鱼 0表示低电平 。 草鱼 1602液晶也叫 1602字符型液晶它是一种专门用来显示字母 、 pork数字 、 pork符号等的点阵型液晶模块它有若干个 5X7或者 5X11 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 图 2.2 草鱼 草鱼 LCD1602液晶 草鱼 等点阵字符位组成 ， 鲤鱼 每个点阵字符位都可以显示一个字符 。 草鱼 每位之间有一个点距的间隔每行之间也有间隔起到了字符间距和行间距的作用 ， 鲤鱼 正因为如此所以他不能显示图形（用自定义 CGRAM， 鲤鱼 显示效果也不好） n1602

30、LCD是指显示的内容为 16X2,即可以显示两行 ， 鲤鱼 每行 16个字符液晶模块（显示字符和数字） 。 草鱼 n 目前市面上字符液 晶绝大多数是基于 HD44780液晶芯片的 ， 鲤鱼控制原理是完全相同的 ， 鲤鱼 因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶 。 草鱼 草鱼草鱼 草鱼 LCD1602液晶显示管脚功能如下图 2.2所示 草鱼 1602采用标准的 16脚接口 ， 鲤鱼 其中 ： pork第 1脚 ：p o rkVSS 为电源地 。 草鱼 第 2脚 ： porkVDD接 5V 电源正极 。 草鱼 第 3脚 ： porkV0为液晶显示器对比度调整端

31、 ， 鲤鱼 接正电源时对比度最弱 ， 鲤鱼 接地电源时对比度最高（对比度过高时会 草鱼 产生“鬼影” ， 鲤鱼 使用时可以通过一个 10K 的电位器调整对比度） 。 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 图 2.3 草鱼 草鱼 LCD1602管脚功能 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 第 4脚 ： porkRS 为寄存器选择 ， 鲤鱼 高电 草鱼 平 1时选择 草鱼 草鱼 数据寄存器 、pork低电平 0时选择指令 草鱼 寄存器 。 草鱼 第 5脚 ： porkRW 为读写信号线 ， 鲤

32、鱼 高电平 (1)时进行读操作 ， 鲤鱼 低电平 (0)时进行写操作 。 草鱼 第 6脚 ： porkE(或 EN)端为使能 (enable)端 。草鱼 第 7 14脚 ： porkD0 D7为 8位双向数据端 。 草鱼 第 15 16脚 ： pork空脚或背灯电源 。 草鱼 15基于温度监测系统的设计 - 10 - 脚背光正极 ， 鲤鱼 16脚背光负极 。 草鱼草鱼 1602LCD 的特性 ： pork+5V电压 ， 鲤鱼 对比度可调 ； pork内含复位电路 ； pork提供各种控制命令 ,如 ： pork清屏 、 pork字符闪烁 、 pork光标闪烁 、 pork显示移位等多种功能 ；

33、 pork有 80字节显示数据存储器 DDRAM； pork内建有 192个 5X7点阵的字型的字符发生器 CGROM；pork 草鱼 8个可由用户自定义的 5X7的字符发生器 CGRAM。 草鱼草鱼 2.3 草鱼 DS18B20温度传感器 草鱼 DS18B20传感器实物图如下图 2.3所示 草鱼 DS18B20数字温度传感器接线方便 ， 鲤鱼 封装成后可应用于多种场合 ， 鲤鱼 如管道式 ，鲤鱼 螺纹式 ， 鲤鱼 磁铁吸附式 ， 鲤鱼 不锈钢封装式 ， 鲤鱼 型号多种多样 ， 鲤鱼 有 LTM8877， 鲤鱼 LTM8874等等 。 草鱼 主要根据应用场合的不同而改变其外观 。 草鱼 封装后

34、的 DS18B20可用于电缆沟测温 ， 鲤鱼 高炉水循环测温 ， 鲤鱼 锅炉测温 ， 鲤鱼 机房测温 ， 鲤鱼 农业大棚测温 ， 鲤鱼洁净室测温 ， 鲤鱼 弹药 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草 鱼 草鱼 草鱼草鱼 草鱼 图 2.3 草鱼 草鱼 DS18B20 草鱼 草鱼 库测温等各种非极限温度场合 。 草鱼 草鱼 耐磨耐碰 ， 鲤鱼 体积小 ， 鲤鱼 使用方便 ， 鲤鱼 封装形式多样 ， 鲤鱼 适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域 。 草鱼 技术性能描述 草鱼 ： pork 、 pork独特的单线接口方式 ， 鲤鱼 DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与D

35、S18B20的双向通讯 。 草鱼 、 pork测温范围 草鱼 55 +125 ，鲤鱼 固有测温分辨率 0.5 。 草鱼 、 pork支持多点组网功能 ， 鲤鱼 多个 DS18B20可以并联 在唯一的三线上 ， 鲤鱼 最多只能并联 8个 ， 鲤鱼 实现多点测温 ， 鲤鱼 如果数量过多 ， 鲤鱼 会使供电电源电压过低 ， 鲤鱼 从而造成信号传输的不稳定 。 草鱼 、 pork工作电源 : 草鱼 35V/DC 草鱼 、 pork在使用中不需要任何外围元件 、 pork测量结果以 912位数字量方式串行传送 、 pork不锈钢保护管直径 草鱼 6 草鱼 。 草鱼 、 pork适用于 DN1525, 草

36、鱼 DN40DN250各种介质工业管道和狭小空间设备测温 、 pork标准安装螺纹 草鱼 M10X1, 草鱼 M12X1.5, 草鱼 G1/2”任选 草鱼 。 草鱼 草鱼 PVC 电缆直接出线或德式球型接线盒出线 ,便于与其它电器设备连接 。 草鱼 应用范围 ： pork该产品适用于冷冻库 ， 鲤鱼 粮仓 ， 鲤鱼 储罐 ， 鲤鱼 电讯机房 ，鲤鱼 电力机房 ， 鲤鱼 电缆线槽等测温和控制领域 草鱼 ； pork轴瓦 ， 鲤鱼 缸体 ， 鲤鱼 纺机 ， 鲤鱼 空调 ， 鲤鱼等狭小空间工业设备测温和控制 ； pork汽车空调 、 pork冰箱 、 pork冷柜 、 pork以及中低温干燥箱等 ；

37、 pork供热 /制冷管道热量计量 ， 鲤鱼 中央空调分户热能计量和工业领域测温和控制 草鱼 。 草鱼草鱼 DS18B20接线说明 ： pork特点 草鱼 独特的一线接口 ， 鲤鱼 只需要一 条口线通信 草鱼 多点能力 ， 鲤鱼 简化了分布式温度传感应用 草鱼 无需外部元件 草鱼 可用数据总线供电 ， 鲤鱼 电压范围为 3.0 草鱼 V 至 5.5 草鱼 V 草鱼 无需备用电源 草鱼 测量温度范围为 -55 草鱼 草鱼 C 至 +125 草鱼 草鱼 。 草鱼 华氏相当于是 -67 草鱼 草鱼 F到 257华氏度 草鱼 -10 草鱼 草鱼 C至 +85 草鱼 草鱼 C范围内精度为 0.5 草鱼

38、草鱼 C 草鱼 温度传感器可编程的分辨率为 912位 草鱼 温度转换为 12位数字格式最大值为 750毫秒 草鱼 用户可定义的非易失性温度报警设置 草鱼应用范围 包括恒温控制 ， 鲤鱼 工业系统 ， 鲤鱼 消费电子产品温度计 ， 鲤鱼 或任何热敏感系统 草鱼 描述该 DS18B20的数字温度计提供 9至 12位（可编程设备温度读数 。 草鱼 信息被发送到 /从 DS18B20 草鱼 通过 1线接口 ， 鲤鱼 所以中央微处理器与 DS18B20只有一个一条口线连接 。 草鱼 为读写以及温度转换可以从数据线本身获得能量 ，鲤鱼 不需要外接电源 。 草鱼 草鱼 因为每一个 DS18B20的包含一个独特的序号 ， 鲤鱼 多个ds18b20s可以同时存在于一条总线 。 草鱼 这使得温度传感器放置在许多不同的地方 。 草鱼 它的用途很多 ， 鲤鱼 包括空调环境控 制 ， 鲤鱼 感测建筑物内温设备或机器 ， 鲤