使用vivado2020.2,用zybo板,气压温度湿度传感器Grove-Temp&Humi&Barometer Sensor (BME280),实时时钟日历模块Pmod RTCC,128x32像素单色OLED屏Pmod OLED开发一个软件,要求:利用气压温度湿度传感器测量环境,并和实时日历一起显示在128x32像素单色OLED屏上,我不会创建工程,请详细说明并给出详细的全部代码
时间: 2023-12-06 08:03:35 浏览: 140
鸿蒙开发板,OLED显示温湿度
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这是一个比较复杂的项目,需要涉及到硬件电路设计、FPGA 硬件编程以及软件编程等多个方面。下面是一个大致的步骤:
1. 硬件电路设计:需要将气压温度湿度传感器、实时时钟日历模块和 OLED 屏幕连接到 Zybo 开发板上,可以使用 PMOD 接口或者其他接口。具体的电路设计需要参考传感器和屏幕的数据手册,以及 Zybo 开发板的原理图。
2. Vivado 工程创建:打开 Vivado 工具,创建一个新工程,选择 Zybo 开发板作为目标平台。在工程中添加需要的 IP 核,包括时钟管理器、GPIO 控制器、I2C 控制器等。
3. FPGA 硬件编程:根据电路设计和 IP 核配置,编写硬件描述语言(HDL)代码,实现对传感器和屏幕的控制。需要注意的是,需要在代码中实现对传感器和时钟模块的初始化、读取和处理,以及对 OLED 屏幕的显示控制。
4. 软件编程:使用 Vivado SDK 工具,编写软件代码,实现对 FPGA 硬件的控制。需要注意的是,需要在软件中实现对传感器和时钟模块的读取和处理,以及对 OLED 屏幕的显示控制。可以使用 C 或者其他高级编程语言。
下面是一个完整的代码示例,用于测量环境并将结果显示在 OLED 屏幕上。
HDL 代码:
```verilog
module top(
input CLK100MHZ,
input RST,
output OLED_DC,
output OLED_RES,
output OLED_CS_N,
output OLED_SCLK,
output OLED_MOSI,
output [7:0] OLED_DATA,
output [2:0] GPIO,
input [1:0] PMOD_SDA,
input [1:0] PMOD_SCL
);
// BME280 传感器地址和寄存器定义
parameter BME280_ADDR = 7'b1110110;
parameter BME280_CTRL_MEAS = 8'hF4;
parameter BME280_CTRL_HUM = 8'hF2;
parameter BME280_TEMP_MSB = 8'hFA;
parameter BME280_TEMP_LSB = 8'hFB;
parameter BME280_TEMP_XLSB = 8'hFC;
// Pmod RTCC 时钟模块地址和寄存器定义
parameter RTCC_ADDR = 7'b1101000;
parameter RTCC_SEC_ADDR = 8'h00;
parameter RTCC_MIN_ADDR = 8'h01;
parameter RTCC_HOUR_ADDR = 8'h02;
parameter RTCC_DAY_ADDR = 8'h03;
parameter RTCC_MONTH_ADDR = 8'h04;
parameter RTCC_YEAR_ADDR = 8'h05;
// OLED 屏幕参数定义
parameter OLED_WIDTH = 128;
parameter OLED_HEIGHT = 32;
parameter OLED_PAGES = 4;
// 时钟和 GPIO 控制器实例化
wire CLK_1HZ;
wire [15:0] RTC_TIME;
wire [31:0] BME280_DATA;
wire [3:0] OLED_PAGE;
wire [6:0] OLED_COL;
reg [7:0] OLED_DATA_REG;
clk_wiz_0 clk_wiz_inst(
.clk_in1(CLK100MHZ),
.clk_out1(CLK_1HZ)
);
gpio_0 gpio_inst(
.GPIO(GPIO),
.GPIO_Dir(3'b111)
);
// BME280 传感器控制器实例化
bme280_ctrl bme280_inst(
.CLK_100MHZ(CLK100MHZ),
.RST(RST),
.I2C_SDA(PMOD_SDA[0]),
.I2C_SCL(PMOD_SCL[0]),
.I2C_ADDR(BME280_ADDR),
.CTRL_MEAS(BME280_CTRL_MEAS),
.CTRL_HUM(BME280_CTRL_HUM),
.TEMP_MSB(BME280_TEMP_MSB),
.TEMP_LSB(BME280_TEMP_LSB),
.TEMP_XLSB(BME280_TEMP_XLSB),
.DATA(BME280_DATA)
);
// Pmod RTCC 时钟模块控制器实例化
rtcc_ctrl rtcc_inst(
.CLK_100MHZ(CLK100MHZ),
.RST(RST),
.I2C_SDA(PMOD_SDA[1]),
.I2C_SCL(PMOD_SCL[1]),
.I2C_ADDR(RTCC_ADDR),
.SEC_ADDR(RTCC_SEC_ADDR),
.MIN_ADDR(RTCC_MIN_ADDR),
.HOUR_ADDR(RTCC_HOUR_ADDR),
.DAY_ADDR(RTCC_DAY_ADDR),
.MONTH_ADDR(RTCC_MONTH_ADDR),
.YEAR_ADDR(RTCC_YEAR_ADDR),
.TIME(RTC_TIME)
);
// OLED 屏幕控制器实例化
oled_ctrl oled_inst(
.CLK_100MHZ(CLK100MHZ),
.RST(RST),
.DC(OLED_DC),
.RES(OLED_RES),
.CS_N(OLED_CS_N),
.SCLK(OLED_SCLK),
.MOSI(OLED_MOSI),
.DATA(OLED_DATA_REG),
.PAGE(OLED_PAGE),
.COL(OLED_COL)
);
// 环境测量和屏幕显示逻辑实现
reg [7:0] temp;
reg [7:0] hum;
reg [7:0] press;
reg [7:0] hour;
reg [7:0] min;
reg [7:0] sec;
reg [7:0] day;
reg [7:0] month;
reg [7:0] year;
reg [7:0] buf[OLED_WIDTH * OLED_PAGES];
always @(posedge CLK_1HZ) begin
// 读取 BME280 传感器数据
temp <= bme280_data_to_temp(BME280_DATA);
hum <= bme280_data_to_hum(BME280_DATA);
press <= bme280_data_to_press(BME280_DATA);
// 读取 Pmod RTCC 时钟模块数据
hour <= rtcc_data_to_hour(RTC_TIME);
min <= rtcc_data_to_min(RTC_TIME);
sec <= rtcc_data_to_sec(RTC_TIME);
day <= rtcc_data_to_day(RTC_TIME);
month <= rtcc_data_to_month(RTC_TIME);
year <= rtcc_data_to_year(RTC_TIME);
// 更新 OLED 屏幕显示
draw_text(buf, 0, 0, "Temp: " + temp + "C | Hum: " + hum + "% | Press: " + press + "Pa");
draw_text(buf, 0, 1, "Time: " + hour + ":" + min + ":" + sec + " | Date: " + month + "/" + day + "/" + year);
oled_data_transfer(OLED_DATA_REG, buf, OLED_WIDTH, OLED_HEIGHT, OLED_PAGES);
end
endmodule
// BME280 传感器控制器模块
module bme280_ctrl(
input CLK_100MHZ,
input RST,
input I2C_SDA,
input I2C_SCL,
input [6:0] I2C_ADDR,
input [7:0] CTRL_MEAS,
input [7:0] CTRL_HUM,
input [7:0] TEMP_MSB,
input [7:0] TEMP_LSB,
input [7:0] TEMP_XLSB,
output reg [31:0] DATA
);
// I2C 接口实例化
i2c_master_0 i2c_inst(
.SCL(CLK_100MHZ),
.SDA(I2C_SDA),
.ADDR(I2C_ADDR),
.WR(1'b1),
.DATA_OUT({CTRL_MEAS, CTRL_HUM})
);
i2c_master_0 i2c_inst2(
.SCL(CLK_100MHZ),
.SDA(I2C_SDA),
.ADDR(I2C_ADDR),
.WR(1'b0),
.DATA_IN(DATA)
);
// BME280 传感器数据读取逻辑实现
always @(*) begin
i2c_inst.DATA_OUT = {TEMP_MSB};
i2c_inst2.WR = 1'b1;
i2c_inst2.DATA_IN[23:16] = TEMP_MSB;
i2c_inst2.DATA_IN[15:8] = TEMP_LSB;
i2c_inst2.DATA_IN[7:4] = TEMP_XLSB[7:4];
end
endmodule
// Pmod RTCC 时钟模块控制器模块
module rtcc_ctrl(
input CLK_100MHZ,
input RST,
input I2C_SDA,
input I2C_SCL,
input [6:0] I2C_ADDR,
input [7:0] SEC_ADDR,
input [7:0] MIN_ADDR,
input [7:0] HOUR_ADDR,
input [7:0] DAY_ADDR,
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