基于FPGA多点温湿度检测系统的设计—开题报告.docVIP

毕业设计 (论文)开题报告 机电与信息工程 学院 电气工程与自动化 专业 课题名称：基于FPGA的多点温湿度检测系统设计 专题题目：基于FPGA的多点温湿度检测系统设计 毕业设计(论文)起止时间： 　　 2013　年　3月　7 日～　6 月　7 日(共　18　周) 学生姓名： 丁军伟 学号： 0910420105 指导教师： 魏幼平 报告日期： 2013年3月7日 说明： 本报告必须由承担毕业设计(论文)课题任务的学生在开学的第2周末之前独立撰写完成，并交指导教师审阅。 2.每个毕业设计(论文)课题撰写本报告一份，作为指导教师、系主任审查学生能否承担该毕业设计(论文)课题任务的依据，并接受学院的抽查。 3.开题报告采用B5纸型，双面打印。 课题研究背景 在化程度越来越高的今天，。 为保证设备正常运行有一个良好的工作环境，温湿度的监测是，合理正常的温湿度环境是设备正常运行的重要保障。 随着计算机技术的不断发展和计算机系统的广泛使用，环境必须满足设备对温度、湿度等技术要求。的温度和湿度作为设备正常运行的必要条件，我们必须在的合理位置安装温湿度传感器，以实现对温度、湿度进行24小时实时监测，并能在中控室的监测主机上实时显示各个位置的温湿度测量值。一旦数值出现超出预设温湿度上下限，在监测主机上可以通过改变相应位置数值颜色来报警国内外工业的日益发展,促使温度检测技术不断地进步,目前的温度检测使用的温度计种类繁多、应用范围也较广泛以知识经济为特征的信息时代的到来,使人们对仪器仪表作用的认识愈加深入温度正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展,在高新技术的推动下,正跨入真正的数字化、智能化、网络化的时代。 1、FPGA运行速度快FPGA内部集成锁项环,可以把外部时钟倍频,核心频率可以到几百M,而单片机运行速度低的多.在高速场合,单片机无法代替FPGA2、FPGA管脚多,容易实现大规模系统单片机IO口有限,而FPGA动辄数百IO,可以方便连接外设3、FPGA内部程序并行运行,有处理更复杂功能的能力单片机程序是串行执行的,执行完一条才能执行下一条,在处理突发事件时只能调用有限的中断资源;而FPGA不同逻辑可以并行执行,可以同时处理不同任务,这就导致了FPGA工作更有效率FPGA有大量软核,可以方便进行二次开发FPGA甚至包含单片机和DSP软核,并且IO数仅受FPGA自身IO限制,所以,FPGA又是单片机和DSP的超集,也就是说,单片机和DSP能实现的功能,FPGA一般都能实现 课题研究内容 设计（论文）主要内容和要求： 1、了解设计整体功能架构，此设计采用多点并行的湿度检测，熟悉FPGA相关设计知识，掌握VerilogHDL语言,学习使用modelsim进行波形仿真。 2、通过对Verilog HDL语言的学习，掌握FPGA的设计方法和理念。 3、整个设计的始终贯穿着模块化的设计思想。 通过硬件描述语言构建的模块大致可分为： 1）时钟采样模块 2）AD转换模块 3) 温湿度控制模块 4）基于NiosII的MCU控制模块 5）按键及消抖模块 6）显示模块 4、外围硬件电路设计包括湿度传感器、AD转换、按键、数码管显示等。 基于FPGA温湿度检测技术的设计 重点：通过NiosII（MCU）的多点数据测量；数据的读取和转换功能的测试模块构建。 难点：对各个模块通信协议的掌握；系统稳定性、可靠性的设计。 系统框图： 系统设计： 在整个系统的设计过程中，我们将总体的设计分为两部分：外围硬件电路设计和片内系统设计。 外围硬件电路我们需要设计A\D转化芯片电路设计、外围控制模块电路的设计，我们将外部温湿度传感器的信号经AD转换芯片电路，转换为FPGA所能处理的电信号，然后传递给FPGA进行处理；在控制电路模块部分，我们要设计相应的基于继电器的控制电路。 片内系统设计有硬件设计也有软件编程，但主要的还是应用软件来实现系统的硬件功能，软件编程主要包括：熟练掌握C语言和VerilogHDL语言以及学习使用modelsim进行波形仿真。 在整个系统设计过程中，要始终贯穿模块化的思想，将整个系统分成几个部分，对每一个部分都要进行一个模块化的设计，将每个模块设计好之后，然后添加到整个SOPC上，最终实现整个系统的功能。 参考文献 1.李兰英.NiosII嵌入式软核SOPC设计原理及应用 北航出版社，2006.11 2.EDA先锋工作室.Altera FPGA\CPLD设计（基础篇） 人民邮电出版