数字温度器件控制电路设计..doc
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课程设计任务书
学生姓名: 专业班级:
指导教师: 工作单位:
题 目: 数字温度器件控制电路设计
初始条件
计算机;Office Word 软件;QuartusⅡ软件
1、数量掌握QuartusⅡ软件使用及使用VHDL语言编程。
2、题目要求:
查阅DALLAS公司数字温度传感器DS18B20的使用方法和工作时序,设计一个状 态机,控制并处理来自DS18B20的数据,将测得的数据显示在数码管上。
3、 查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计 报告书。全文用A4纸打印,图纸应符合绘图规范。
时间安排:
1、2012 年 12月 17日集中,作课程设计的任务布置。
2、2012 年 12月18日至2012 年 12月21日,进行课程设计,软件编程、 仿真和调试。
3、2012 年 12月22日,机房检查仿真结果,验证设计的可行性和正确性。
4、2012 年 12月23日,熟悉实验平台和试验箱。
5、2012年 12月24日至2012年 12月26日,进行设计的硬件调试。
6、2012年 12月27日至2012年 12月28日,实验室检查设计成果,现场
演示硬件实物,提交设计说明书及答辩。
指导教师签名: 年 月 日
系主任(或责任教师)签名: 年 月 日
关键字:数字温度器件控制电路;EDA;FPGA;VHDL;Quartus II;EP1C3T144C8。
1系统方案设计
1.1设计要求
查阅DALLAS公司数字温度传感器DS18B20的使用方法和工作时序,设计一个状态机,控制并处理来自DS18B20的数据,将测得的数据显示在数码管上。
1.2方案选定
按照题目要求最终选定方案是中使用DS18B20作为数字温度检测器件,选用EP1C3T144C8芯片,用FPGA生成显示译码电路和DS18B20的状态机,用数码管作为显示器件,最后将数据显示在数码管上。系统整体框图如图1.1所示。
图1.1系统整体框图
2单元模块分析与设计
2.1 DS18B20
DS18B20状态机是本设计中最核心的模块,通过状态机可以对DS18B20数字温度计进行读写操作,所以设计出良好的状态机对于本课设具有重要意义。
图2.1.1 DS18B20状态机的设计主要是参考DS18B20的工作时序和控制命令字要求,通过查阅资料,DS18B20的一般控制操作流程如图2.1.所示。
图2.1.DS18B20控制流程图
参考上图,使用硬件描述语言进行状态机编写,由于自己以前已经使用verilog写过DS18B20的状态机程序,而且因为此状态机比较复杂,故为减少重复工作,此处选择了verilog语言编写状态机。
图2.1. 状态机视图
2.2 显示译码电路设计
3整体功能实现
3.1 软件程序整体实现
根据结构框图和之前的模块程序在顶层文件中进行元件例化,并综合编写出顶层程序,最后将程序调试编译和仿真,完成软件调试。在计算机上可以看到系统整体结构图如图3.1.1所示。
图3.3.1 系统整体结构图
从上图可以清楚地看出整个系统的构成,上图和系统框图很类型,从而可以简单地判断设计整体上是符合系统要求的。
3.2 硬件整体实现
将程序下载到试验箱,数码管上可以正常显示数字,用手握DS18B20,可以看到数字逐渐上升,并接近手的温度,从而可以判断硬件整体上也能够实现。实验效果图如图3.3.2所示。
图3.3.2 实验效果图
6实验小结
本科生课程设计成绩评定表
姓 名 徐元春 性 别 男 专业、班级 电子科学与技术电子1003班 课程设计题目: 课程设计答辩或质疑记录:
成绩评定依据:
最终评定成绩(以优、良、中、及格、不及格评定)
指导教师签字:
年 月 日
3
1
1
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