FPGA设计方案.doc

FPGA课程设计 题目：全天候温度纪录仪的设计与FPGA实现 姓名： 学号： 院系：信息科学与工程学院 专业： 计算机技术 摘要 本设计有效的克服了传统的数字温度计的缺点，采用自上而下的设计思路，绘制出了系统结构流程图，最后又在硬件上通过对其进行调试和验证。基于Quartus II13.0软件下应用Verilog HDL语言编写程序,采用ALTRA公司Cyclone- IV系列的EP4CE40F23I7 芯片进行了计算机仿真，并给出了相应的仿真结果。该电路能够实现很好的测温功能。 关键字：数字温度计；FPGA；Quartus II130.；Verilog HDL；EP4CE40F2317 Abstract This design effectively overcomes the traditional digital thermometer’s weaknesses and takes a top-down approach to design flow chart of system, and finally pass the circuits to the hardware to debug and verify it. This design is based on FPGA using Verilog HDL language to write program in Quartus II software, adopting EP4CE40F23I7 chip of Cyclone- IV series of ALTRA company for computer simulation and at the same time showing the corresponding simulation result. This circuit is able to carry out excellent temperature- measurement function.　　 KeyＷords: Digital thermometer； FPGA； Quartus II；目录 一、 设计要求 1 1.1 设计题目 1 1.2 选题背景 1 1.3 设计要求： 1 二、 系统设计 2 2.1 系统设计图 2 2.2 系统设计说明 2 三、 硬件设计 2 3.1 FPGA简介 3 3.2 LCD1602液晶显示 5 3.3 DS18B20温度传感器 7 3.4 AT24C02读写模块 9 3.5 按键模块设计 10 四、 软件设计 11 4.1 Quartus II软件介绍 11 4.2 系统架构图 12 4.3 系统控制器 12 4.4 系统调试 13 五、 代码附录 13 5.1 顶层模块 13 5.2 LCD驱动部分代码 15 5.3 DS18B20驱动模块 17 全天候温度纪录仪的设计与FPGA实现 设计相关 1.1 设计题目 全天候温度纪录仪的设计与FPGA实现 1.2 选题背景 当今电子产品正向功能多元化，体积最小化，功耗最低化的方向发展。它与传统的电子产品在设计上的显著区别是大量使用大规模可编程逻辑器件，使产品的性能提高，体积缩小，功耗降低同时广泛运用现代计算机技术，提高产品的自动化程度和竞争力，缩短研发周期。FPGA开发技术正是为了适应现代电子技术的要求，吸收众多学科最新科技成果而形成的一门新技术。基于Verilog HDL语言的设计开发更是灵活多变，容易上手，方便开发人员开发新产品。 时代在发展，人们的物质生活水平在不断提高，新产品、新技术层出不穷，电子技术的发展更是日新月异。可以毫不夸张的说，电子技术的应用无处不在，电子技术正在不断地改变我们的生活，改变着我们的世界。一个方便实用的温度计对于大众来说更是生活中不可或缺的一件产品。 美国ALTERA公司的可编程逻辑器件采用全新的结构和先进的技术，加上最新的QUARTUS开发环境，更具有高性能，开发周期短等特点，十分方便进行电子产品的开发和设计本节将从FPGA嵌入式应用开发技术与温度计发展的客观实际出发，通过对该技术发展状况的了解，以及课题本身的需要，指出研究基于FPGA的芯片系统与设计——全天候温度记录仪的设计与实现的必要性。 1.3 设计要求 本设计要求设计一个温度计，通过温度传感器（DS18B20）周期的测量温度数据，同时将数据存储在EEPROM AT24C02中，在需要读取数据温度纪录时，读出温度纪录至板载LCD（1602）液晶显示器显示。 系统设计 2.1 系统设计图 图2-1 系统设计图 2.2 系统设计说明 本设计是基于FPGA