基于FPGA的DS18B20温度传感器系统设计与实现

本资源是一份关于基于FPGA的温度传感器系统的课程设计报告，由湖北科技学院计算机学院的学生针对《FPGA原理及应用》课程进行完成。课程设计的主题围绕温度传感器系统的设计与实现，目标是通过结合FPGA（Field-Programmable Gate Array）控制器，利用智能集成温度传感器DS18B20进行精确温度测量，并通过LCD1602液晶显示器进行实时显示，进一步实现了温度数据的采集、处理和显示功能。 设计过程分为以下几个部分： 1. 课程设计目的：强调了温度传感器在日常生活和工业生产中的重要性，尤其是在环境监控中的作用。设计目标是推动温度传感器技术的发展，特别是向数字化、集成化和智能化方向转变。 2. 课程设计题目描述和要求：设计的核心是构建一个FPGA控制的温度监测系统，包括硬件和软件两大部分。硬件部分主要包括DS18B20温度传感器、1602液晶显示屏、LED指示灯和按键，这些组件共同构成温度测量单元。软件部分则设计有二分频电路、键盘电路和消除抖动电路，用于数据处理和用户交互。 3. 硬件工作原理：详细解释了FPGA作为控制器的作用，它能够灵活配置电路实现温度测量功能。此外，标准温度测量模块利用DS18B20传感器采集温度数据，RS-232串口通信模块负责数据传输，LCD1602液晶显示模块则用于实时显示温度值。 4. 软件设计：软件部分的设计不仅涉及底层的时序分析，还有主代码和液晶显示程序的编写。通过二分频电路实现对输入信号的处理，键盘电路用于用户输入，而抖动消除电路确保数据的准确性和稳定性。 5. 误差分析：设计者还对系统可能产生的误差进行了评估，可能涉及到传感器精度、通信延迟、软件算法等因素。 6. 程序设计：展示了关键的代码片段，包括用于温度读取和显示的程序，以及处理用户输入的逻辑。 7. 总结：最后，报告总结了整个设计过程，强调了理论学习与实际操作的结合，以及本次课程设计对学生技能提升的贡献。 这份文档提供了深入理解FPGA在温度传感器系统中的应用以及相关电路设计和编程技巧的机会，对于想在物联网或嵌入式系统领域从事研发工作的学生来说，具有很高的参考价值。