基于fpga温度监测系统的设计

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1、基于ＦＰＧＡ温度监测系统的设计目录前言-3-第一章总体设计方案-4-1.1QuartusII软件介绍-4-1.1.1Quartus软件的工作界面-4-1.1.2Quartus软件简介-5-1.2基于ＦＰＧＡ温度监测系统框图-5-1.2.1系统硬件原理框-6-1.2.2系统电路原理框-6-第二章硬件设计-7-2.1FPGA芯片介绍-7-2.1.1FPGA芯片硬件图-7-2.1.2FPGA芯片简介-7-2.2LCD1602液晶显示-10-2.3DS18B20温度传感器-11-2.4发光二极管-14-2.5按键-15

2、-2.6系统硬件连接-16-2.6.1硬件电路的连接-16-2.6.2硬件电路连接的说明-17-第三章软件设计-18-3.1软件原理框图-18--36-基于ＦＰＧＡ温度监测系统的设计3.2基于Quartus软件仿真波形-18-3.2基于硬件基础上的软件电路-18-3.2.1二分频电路-19-3.2.2键盘电路-19-3.2.3弹跳消除电路-21-第四章系统调试-23-第五章课程总结-24-第六章参考文献-25--36-基于ＦＰＧＡ温度监测系统的设计前言电子设计自动化（EDA）是近几年发展起来的计算机软件、硬件和

3、微电子技术交叉形成的现代电子设计技术，其含义已经不局限在当初的类似Protel电路版图设计自动化的概念，目前EDA技术更多的是指芯片内的电路设计自动化。也就是说，开发人员完全可以通过自己设计电路来制定其芯片内部的电路功能，使之成为专用集成电路（ASIC）芯片，这就是当代的用户可编程逻辑器件（PLD）技术。用户可以完全不懂具体的硬件电路结构，而只通过硬件描述语言就设计出功能强大的数字系统。电子设计工程师只要拥有一台电脑、一套EDA开发工具、一块FPGA/CPLD芯片，就可以设计出所需要的专用集成电路，大大减少了开

4、发成本和开发时间。设计人员可以通过软件编程来修改硬件的功能，极大地提高了设计的灵活性和通用性，使电子设计变得简单快速。这次基于FPGA温度监测系统设计的课程设计由总体框架构成下，各个部分模块的拼接与联系，在Quartus软件的基础上实现温度监测的功能。首先硬件由DS18B20温度传感器，1602液晶，发光二极管，按键等组成；软件部分由二分频电路，键盘电路和弹跳消除电路组成；最后将硬件和软件合理的结合形成温度监测系统。该实验采用由总到分再到总的实验模式，在总体思路下各硬件电路的实现以及软件电路的辅助之后再总的合并

5、，即完成该课程设计。其中软件的形成需要我们熟悉掌握Quartus软件，由原理图—程序编写—程序编译—程序修改—再次编译—管脚定义—程序下载—程序加载—硬件测试的过程。-36-基于ＦＰＧＡ温度监测系统的设计第一章总体设计方案1.1QuartusII软件介绍1.1.1Quartus软件的工作界面Quartus软件的工作界面如下图1.1所示图1.1Quartus软件界面1.1.2Quartus软件简介QuartusII是Altera公司的综合性PLD/FPGA开发软件，支持原理图、VHDL、VerilogHDL以及A

6、HDL（AlteraHardwareDescriptionLanguage）等多种设计输入形式，内嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD设计流程QuartusII可以在XP、Linux以及Unix上使用，除了可以使用Tcl脚本完成设计流程外，提供了完善的用户图形界面设计方式。具有运行速度快，界面统一，功能集中，易学易用等特点。Quartus-36-基于ＦＰＧＡ温度监测系统的设计II支持Altera的IP核，包含了LPM/MegaFunction宏功能模块库，使用户可以充分利用成熟的模

7、块，简化了设计的复杂性、加快了设计速度。对第三方EDA工具的良好支持也使用户可以在设计流程的各个阶段使用熟悉的第三方EDA工具。此外，QuartusII通过和DSPBuilder工具与Matlab/Simulink相结合，可以方便地实现各种DSP应用系统；支持Altera的片上可编程系统（SOPC）开发，集系统级设计、嵌入式软件开发、可编程逻辑设计于一体，是一种综合性的开发平台。MaxplusII作为Altera的上一代PLD设计软件，由于其出色的易用性而得到了广泛的应用。目前Altera已经停止了对Maxpl

8、usII的更新支持，QuartusII与之相比不仅仅是支持器件类型的丰富和图形界面的改变。Altera在QuartusII中包含了许多诸如SignalTapII、ChipEditor和RTLViewer的设计辅助工具，集成了SOPC和HardCopy设计流程，并且继承了MaxplusII友好的图形界面及简便的使用方法。AlteraQuartusII作为一种可编程逻辑的设计环境,由于其强