基于cpldfpga的数字温度表设计课程设计正文--学位论文.doc

《基于cpldfpga的数字温度表设计课程设计正文--学位论文.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于FPGA的数字温度计的设计郑州轻工业学院可编程数字系统课程设计题目：基于FPGA的数字温度计的设计成绩：学生姓名：专业班级：学号：院（系）：电子信息工程学院指导教师：完成时间：年月日基于FPGA的数字温度计的设计基于FPGA的数字温度计的设计摘要微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，而EDA技术的出现则是给现代工业控制以及日常生活带来了极大的方便，大规模可编程逻辑器件FPGA以成本低、周期短、可靠性高等特点，给设计人员进行产品开发方面带来了诸多方便。本系统设计的数字温度表正是应用FPGA来实现数字温度表的各种相关功能。本文主要介绍采用

2、EDA技术自上而下的设计思路，从硬件和软件两个方面阐述了如何通过FPGA器件实现数字温度表系统功能，有效的克服了传统的数字温度计的缺点。基于FPGA在QuartusII9.0软件下应用VHDL语言编写程序,采用ALTRA公司Cyclone系列的EP2C5T144芯片进行了计算机仿真，并给出了相应的仿真结果。此系统利用温度传感器AD590采集温度信号，产生的温度信号经过调零、放大处理后，利用A/D转换器ADC0804将模拟信号转换成数字信号，将数字信号送入EPF10K10LC84-4进行处理，最后送入显示电路，由数码管显示温度值。该温度表具有结构简单

3、，抗干扰能力强，功耗小，可靠性高，速度快反应时间短等优点。关键词：数字温度表CPLD／FPGA温度传感器A/D转换器基于FPGA的数字温度计的设计目录摘要Ⅰ1.前言11．1背景介绍11．2数字测温系统12.系统描述22．1可编程逻辑器件FPGA22．2FPGA结构原理与特点22．3温度传感器AD590的介绍32．4A/D转换器ADC080442．5硬件描述语言VHDL62．6数字开发工具QuartusⅡ62．7QuartusⅡ开发系统的特点62．8QuartusⅡ的设计流程73．系统设计方案83．1数字温度表的工作原理83．2功能模块的设计83．2

4、．1测温模块83．2．2温度信号处理模块93．2．3模数转换模块103．2．4进制转换模块13基于FPGA的数字温度计的设计3．2．5动态扫描模块143．3系统综合164．系统的仿真分析及器件下载174．1系统的仿真分析174．2系统的器件下载195.结论20心得与体会21参考文献22附录23基于FPGA的数字温度计的设计1.前言1．1背景介绍检测是控制的基础和前提，而检测的精度必须高于控制的精确度，否则无从实现控制的精度要求。不仅如此，检测还涉及国计民生各个部门，可以说在所以科学技术领域无时不在进行检测。科学技术的发展和检测技术的发展是密切相关的

5、。现代化的检测手段能达到的精度、灵敏度及测量范围等，在很大程度上决定了科学技术的发展水平。同时，科学技术的发展达到的水平越高，又为检测技术、传感器技术提供了新的前提手段。目前温度计技术的发展很快，从原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、数字温度计、电子温度计等等。目前的温度计中传感器是它的重要组成部分，它的精度灵敏度基本决定了温度计的精度、测量范围、控制范围和用途等。温度是一个非常重要的过程量，是工业生产中常见的工艺控制参数之一，它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形、结晶以及空气流动等物理和化学过程

6、。温度控制不好就可能引起生产安全，产品质量和产量等一系列问题，由此可知温度控制是生产自动化的重要任务。大规模可编程逻辑器件CPLD/FPGA，是一种整合性较高的逻辑元件。由于具有高整合性的特点，故利用它进行产品开发，不仅成本低、周期短、可靠性高，而且PCB面积及成本也会大大减少。本文介绍了一个以ALTERA公司可编程逻辑芯片EPF10K10LC84-4为控制核心、附加一定外围电路组成的数字温度控制系统。介绍了数字温度表系统的组成及工作原理，简述了在EDA平台上用FPGA器件构成该控制系统的设计思想和实现过程。论述了数据采集模块、数据处理模块、BCD

7、译码模块、动态扫描模块等的设计方法与技巧。1．2数字测温系统温度的采集与测量被广泛应用在人们的日常生活中。在现今众多的测温系统中,测温元件常常选用热敏电阻、半导体测温二极管以及集成模拟温度传感器等器件,中间环节则由低通滤波、多路转换、信号放大、模数转换等部分组成。由于以上各类温度传感器及其它器件的互换性差,温漂和非线性误差较大,因此,整个测温系统的测量误差也随之增大;同时,由于中间环节较多,系统抗干扰性能也不理想。本文介绍的是一种基于FPGA芯片控制的数字温度计，本温度计属于多功能温度计，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，

8、能够及时检测温度变化以及温度变化，提供温度数据值，使人们对温度的变化做及时的调整。1基于FPGA的数字温度计的设计2.系统