FPGA的多功能温度控制器设计.docVIP

摘 要 本论文所设计的是一个基于FPGA的多功能数字温度控制器。本设计克服了传统数字温度计精度低的缺点，并且除了传统温度计的测量温度功能外还具有一定的控制功能，能更好的对所测量的温度进行处理，控制模块的加入让其比传统温度计具有更强的实用性。本设计采用EDA技术自上而下的设计思路，对系统的结构划分为温度采集模块、温度显示模块、输入数据对比模块，输出控制模块。在Quartus II软件下应用VHDL语言进行电路设计并仿真，根据仿真的结果。该方案能够较好的实现测温功能并且能对温度进行有效的控制。 关键字：温度控制；FPGA；VHDL； 　　Abstract ?Designed by this paper is a multifunctional digital temperature controller based on FPGA. This design overcomes the drawback of traditional digital thermometer low accuracy, and in addition to the traditional thermometer temperature function also has the certain control function, can better handle and on the measured temperature control module to join its than traditional thermometer has stronger practicability. This design adopts the top-down design EDA technology, the structure of system is divided into temperature acquisition module, display module, the input data contrast module, output control module. Under the Quartus II software circuit design and simulation using VHDL language, according to the result of simulation. The scheme can achieve a better temperature measurement function and can carry on the effective control of temperature. KeyＷords: Temperature control FPGA VHDL 目 录 第1章 绪论 1 1.1 课题背景及国内外研究概况 1 1.2 课题相关技术发展 1 1.3 课题研究的必要性 1 1.4 课题研究的主要内容 2 1.5 课题所设计的温度控制器的优点 2 第2章 FPGA的简介 3 2.1 FPGA的概述 3 2.2 FPGA的基本结构 3 2.3 FPGA系统设计流程 5 2.4 FPGA开发编程原理 6 第3章 DS18B20温度传感器简介 8 3.1 传统温度采集器件的简述 8 3.2 DS18B20的引脚 8 3.3 DS18B20内部结构 8 3.4 DS18B20的时序 10 3.5 DS18B20的工作原理 11 3.6 DS18B20的性能特点 12 3.7 DS18B20使用过程中的注意事项 12 第4章 Quarters II软件简介 13 4.1 Quartus II软件概况 13 4.2 软件界面简介 13 4.3 QuartusII的设计流程 14 第5章 温度控制器的设计总流程 17 5.1 温度控制器系统结构图 17 5.2 DS18B20温度采集模块的驱动设计 17 5.3 FPGA温度显示模块的设计 19 5.4 FPGA数据比较模块的设计 19 5.5 FLEX 10K开发箱上的下载 20 第6章 结论 22 附 录 23 附录1 23 基于FPGA的多功能温度控制器设计 第1章 绪论 1.1 课题背景及国内外研究概况 温度控制无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，而在当今，我国农村锅炉取暖，农业大棚，养鸡场内等多数都没有实用的温度控制系统，还有部分厂矿，企业还一直沿用简单的温度设备和纸质数据记录仪，无法实现温度数据的实时测量与控制。随着社会经济的高速发展，越来越多的生产部门和生产环节对温度控制精度的可靠性和稳定性等有了更高的要求，而且随着人们日常生活的不断提高，传统的温度控制器