数字温度器件控制电路设计..docVIP

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