verilog串口显示ds18b20温度值

使用Verilog实现通过UART串口读取并显示DS18B20温度传感器数值
DS18B20温度传感器简介
DS18B20是一种数字温度传感器，支持单总线协议。该传感器能够提供9至12位摄氏度温度测量值，并具有独特的序列号识别功能，允许多个设备共存于同一总线上。
UART通信原理
通用异步收发传输器（UART）用于在微控制器和其他外设之间进行串行数据交换。其工作方式基于发送方和接收方约定的数据帧格式来同步操作。
Verilog代码实现
下面是一个简单的Verilog模块示例，展示了如何利用FPGA中的硬件描述语言Verilog编写程序以实现从DS18B20读取温度并通过UART输出：
module ds18b20_uart (
input wire clk, // 主时钟信号
input wire rst_n, // 复位信号(低电平有效)
output reg uart_tx // UART 发送端口
);

// 定义内部寄存器与参数
parameter CLK_FREQ = 50_000_000; // FPGA主频设定为50MHz
parameter BAUD_RATE = 115200;
localparam BIT_PERIOD = (CLK_FREQ / BAUD_RATE);

reg [7:0] temp_data_reg; // 存储来自DS18B20的温度数据
wire start_conversion; // 开始转换标志
wire conversion_done; // 转换结束标志
wire [7:0] temperature; // 温度结果
wire parity_bit; // 奇偶校验位
wire stop_bit;

// 单总线接口实例化
one_wire_interface owi(
.clk(clk),
.rst_n(rst_n),
.start(start_conversion),
.done(conversion_done),
.temperature(temp_data_reg)
);

// UART发送器实例化
uart_transmitter utx(
.clk(clk),
.rst_n(rst_n),
.tx_start(conversion_done),
.data_in(temp_data_reg),
.parity(parity_bit),
.stop(stop_bit),
.tx(uart_tx)
);

// 控制逻辑：启动一次新的温度采集周期
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
if (!rst_n)
start_conversion <= 1'b0;
else if(/*触发条件*/)
start_conversion <= ~start_conversion;
end

endmodule
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此段代码定义了一个顶层模块ds18b20_uart，它包含了两个子模块——负责处理单总线通讯的一次性编程只读存储器(owi)以及执行实际UART编码/解码工作的发射机(utx). 当检测到特定事件发生时（例如定时中断），会发起一个新的温度采样请求；一旦获得最新测得的结果，则立即将之打包成ASCII字符形式经由UART线路送出[^2].