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1、第27卷第2期(自然科学版)Vol27No22011年4月JournalofHebeiNorthUniversity(NaturalScienceEdition)Apr.2011基于Nios嵌入式的温度传感器的设计与实现王康佳(华南师范大学物理与电信工程学院,广东广州510006)摘要:介绍了一种基于嵌入式Nios软核处理器的SOPC设计方法.采用DS18B20芯片实现了的温度传感器的设计.该设计涉及硬件描述语言逻辑电路设计、微机系统构成、硬件电路设计及C语言编程等知识的运用,具有测温精度高、稳定可靠的优
2、点.关键词:Nios软核处理器;DS18B20;SOPC;温度传感器中图分类号:TP21211文献标识码:A文章编号:16731492(2011)02004405DesignandImplementationofEmbeddedTemperatureSensorBasedonNiosWANGKangjia(SchoolofPhysicsTelecommunication&Engineering,SouthChinaNormalUniversity,Guangzhou510006,Guangdong,China)Abstr
3、act:ThepaperintroducesaSOPCdesigningmethodbasedonanembeddedNoisIIsoftcoreprocessor,whichrealizesthetemperaturesensordesignbyDS18B20chip.CircuitdesignofHardwaredescriptionlanguagelogic,computersystem,thehardwarecircuitdesignandtheCprogramminglanguageknowledgeareinvolvedin
4、thisdesgin.Thissystemhastheadvantagesofhighaccuracyandhighreliability.Keywords:Niossoftprocessors;DS18B20;SOPC;temperaturesensor0引言[1]在日常生活和工农业生产中,温度是重要的物理量之一,DS18B20作为新一代的数字式传感器可以[2]直接把温度转化为相应的数字量,这种测温方式可靠方便.SOPC(SystemonaProgrammableChip,即可编程系统)是Altera公司提出来的一种灵活,高效
5、的SOC解决方案.它将处理器,存储器,I/O口,LVDS,CDR等系统设计需要的功能模块集成到一个可编程器件上,构成一个可编程的片上系统,具有灵活的设计方式,可裁减、可扩充、可升级,并具备软硬件在系统可编程的功能.1系统设计[3]SOPC设计包括以NiosII软核处理器为核心的嵌入式系硬件配置的硬件设计和基于NiosIIIDE开发环境的软件设计两大部分.硬件设计中,SOPCBuilder用于NiosII硬件系统的建立与配置,QuartusII用于完成NiosII硬件系统的分析综合、硬件优化、配置文件编程下载等.在软件开发中,NiosIIID
6、E开发软件用于完成基于NiosII硬件系统的软件开发和调试.2硬件系统设计整个硬件系统可分为片上部分和片外部分两部分,系统框图如图1.图中除已标示出的片上部分外,其余均为片外部分.来稿日期:2011-03-03作者简介:王康佳(1986),男,河南焦作人,华南师范大学物理与电信工程学院硕士研究生.442011年4月王康佳:基于Nios嵌入式的温度传感器的设计与实现第2期21系统片上部分系统片上部分是通过QuartusII软件中的SOPCBuilder组件来建立的.使用它可以构建16位或者32位的NiosIICPU,还
7、可以为NiosIICPU配置各种外设.本设计中NiosII模块的内部结构如图2所示,包括NiosIICPU、外部SDRAM控制器、外部FLASH控制器、16个PIO口.外部SDRAM控制器用于控制片外SDRAM芯片的存储等功能.片外FLASH控制图1系统框图器控制用于外部FLASH芯片的存储.一般来说,Flash的存取速度比RAM慢,因此,在NiosII系统启动后,由NiosII的Boot程序把保存在Flash中的程序复制到SDRAM后再运行.在NiosIIIDE调试方式下,NiosIIIDE提供一个FlashProgrammer的功能单
8、元,以帮助用户对Flash存储器进行管理和编程.16个PIO口分用于DS18B20数据传输,高温报警,LED动态数码管的位选和段码选择.在CPU的控制下,PIO内核
