基于SOPC的多點數(shù)字溫度測試系統(tǒng)設(shè)計

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1、設(shè)計任務(wù)：
（1）完成與本設(shè)計課題相關(guān)技術(shù)資料的收集與整理；
（2）掌握本設(shè)計課題需要使用的相關(guān)軟件；
（3）完成本設(shè)計課題的硬件電路原理圖設(shè)計、調(diào)試；
（4）完成本課題的軟件設(shè)計，并實際下載調(diào)試，實現(xiàn)主要功能；
（5）完成畢業(yè)論文的撰寫工作。
2、技術(shù)指標：
（1）檢測溫度范圍：–55°C ~ +125°C (–67°F ~ +257°F)
（2）檢測溫度精度：土0.5°C
（3）測溫通路：8路
（4）測溫模式：8路循環(huán)監(jiān)測，單路定點監(jiān)測
（5）具有限溫報警功能

目 錄

引言 1
第一章 設(shè)計要求與設(shè)計方案 2
1.1 設(shè)計要求 2
1.1.1 主要技術(shù)參數(shù) 2
1.2 各模塊方案論證 2
1.2.1 溫度獲取方案論證 2
1.2.2 處理模塊方案論證 3
1.2.3 人機交互、告警提示方案 4
1.2.4 系統(tǒng)設(shè)計原理 4
1.3 系統(tǒng)總體設(shè)計框圖 5
第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 5
2.1 FPGA硬件部分 6
2.1.1 DE0開發(fā)板簡介 6
2.2 溫度傳感器模塊硬件電路 6
2.2.1 DS18B20溫度傳感器簡介 6
2.2.2 DS18B20溫度傳感器性能指標8
2.2.3 DS18B20溫度傳感器測溫原理9
2.2.4 DS18B20溫度傳感器存儲資源10
2.2.5 DS18B20溫度傳感器操作流程11
2.2.6 DS18B20溫度傳感器操作指令13
2.2.7 DS18B20硬件電路連接14
2.3 主要顯示模塊17
2.3.1 LCD1602簡介17
第三章 SOPC片內(nèi)硬件設(shè)計18
3.1 SOPC片內(nèi)硬件開發(fā)流程18
3.2 創(chuàng)建Quartus 工程18
3.3 創(chuàng)建Nios II 系統(tǒng)模塊19
3.3.1 創(chuàng)建頂層實體19
3.3.2 創(chuàng)建Nios II系統(tǒng)模塊19
3.4 完成硬件Quartus 工程20
第四章 Nios II 軟件設(shè)計21
4.1 開發(fā)環(huán)境介紹21
4.2 軟件構(gòu)架21
4.3 主函數(shù)模塊22
4.3.1 多路溫度獲取模塊22
4.3.2 多路溫度解碼顯示模塊24
第五章 測試結(jié)果及問題處理25
5.1 各模塊測試結(jié)果25
5.1.1 初始化模塊測試25
5.1.2 多路溫度顯示模塊測試25
5.1.3 獲取用戶在線輸入信息并顯示測試25
5.1.4 溫度告警使能，溫度上下限設(shè)置模式測試26
5.1.5 數(shù)據(jù)線錯誤檢測模塊測試27
5.1.6 ID讀取功能測試28
5.1.7 待機功能測試28
5.2 問題處理29
5.2.1 GPIO口無法實現(xiàn)三態(tài)輸入29
5.2.2 DS18B20始終無法完成復(fù)位操作29
5.2.3 當在線使能位第8位為0時，多路顯示進入死循環(huán)29
結(jié)論31
致謝32
參考文獻33
附錄程序34