FPGA温度读取及七段数码管显示设计实验

资源摘要信息:"FPGA读写DS18B20温度并通过七段数码管显示verilog设计实验Quartus9.1工程源码" 本资源为一个关于使用FPGA读取和写入DS18B20温度传感器的数据，并将数据显示在七段数码管上的Verilog设计实验项目。项目是基于Quartus 9.1软件开发环境进行设计的。以下是该资源中涉及的知识点详细说明： 1. FPGA（现场可编程门阵列）: FPGA是一种可以通过软件编程进行电路设计的半导体设备。它可以实现数字逻辑电路，而无需更改硬件。FPGA在高速处理和实时系统中具有广泛应用，尤其适用于需要并行处理或快速原型设计的场合。 2. DS18B20温度传感器: DS18B20是一款数字温度传感器，它能提供9位到12位的摄氏温度测量值。它具有数字信号输出，与微处理器进行通信时只需要一根数据线（加上地线），并允许在数据线上进行供电（也称为“寄生电源”模式），简化了电路设计。 3. Verilog语言: Verilog是一种硬件描述语言（HDL），广泛用于电子系统设计和FPGA、ASIC芯片设计。通过Verilog，工程师能够描述电子系统的结构和行为，并在仿真环境中进行验证。 4. Quartus II软件: Quartus II是由Altera公司（现为英特尔旗下公司）开发的一款FPGA和CPLD设计软件。它支持设计输入、仿真、综合和编程等功能，是进行FPGA开发的重要工具。 5. 七段数码管显示: 七段数码管是一种显示装置，用于显示数字和某些字母。它由七个LED组成，排列成“8”字形，通过控制七个LED的亮灭来显示不同的数字或字符。 6. 数字温度读取流程: DS18B20传感器通过一个被称为“单总线”（One-Wire）的串行通信协议与FPGA进行通信。首先，FPGA需要初始化总线，之后发送指令来启动温度转换。转换完成后，FPGA再次读取传感器数据。这些操作通常通过调用专门的驱动模块来实现。 7. 项目结构和模块化设计: 从给出的Verilog代码片段中可以看出，该项目模块化设计良好。主要模块包括： - ds18b20_drive: 负责与DS18B20通信，获取温度数据。 - seg7x8_drive: 负责将获取到的温度数据转换为七段数码管显示格式，并控制数码管显示。 8. 输入输出信号说明: - CLOCK_50: 50MHz时钟信号，FPGA板载提供的主时钟信号。 - Q_KEY: 板载按键，用于复位系统。 - DS18B20: DS18B20传感器连接的单总线接口，是输入输出复用的信号。 - SEG7_SEG: 七段数码管的段选信号，用于控制数码管的各段LED。 - SEG7_SEL: 七段数码管的位选信号，用于控制数码管的各个数字位。 9. 代码描述: - 使用一个Verilog模块ds18b20_seg7，包含输入输出定义，并调用了两个子模块ds18b20_drive和seg7x8_drive。 - 通过DS18B20模块读取温度数据，并将温度数据转换后送至数码管显示模块。 - 控制逻辑包括温度读取、数据转换显示，并且能够通过按键进行系统复位操作。 总结，该资源是一个完整的FPGA学习与设计项目，不仅涵盖了硬件电路连接、传感器通信、信号处理等硬件设计方面的知识，也包括了硬件描述语言编程、模块化设计等软件设计技能。通过本资源的学习与实践，可以加深对FPGA、Verilog编程和数字系统设计的理解。