FPGA温度测量设计论文 - 图文(6)

2019-04-15 22:53

4下载调试

4 下载调试及实际测量

本设计所用芯片是CycloneⅡ系列EP2C8Q208C8芯片,EP2C8Q208C8芯片作为核心处理器进行设计,CycloneⅡ系列芯片可以说是目前市场上性价比最高的芯片,比第一代的EP1C6或者EP1C12等芯片设计、内部的逻辑资源上都有很大的改进,同时价格也可以被广大客户接受;所以选择下载FPGA芯片为EP2C8Q208C8,将顶层文件仿真完成后进行管脚配置,在菜单栏Assignment中选择Pins项设定引脚,在弹出的窗口中设置好各个输入输出端与硬件相对应的引脚,管脚连接如图4.1所示,设置完成后关闭窗口并编译完成。

图4.1 管脚设定

将FPGA的下载数据线一端连接FPGA电路板,一端接计算机USB口,确认计算机已与开发板连接好后,打开开发板电源开关,在主工作界面里单击Programmer项,在弹出的窗口中选择Hardware Setup,,点击Start开始下载运行。运行结果如下图所示,第一位是正负符号位,后面三位是温度值。晚上在宿舍桌子上面,如图4.2所示,测得室内温度为22.5℃,再将手指放在传感器上后,如图4.3所示,测得温度为24.5℃,不过稍微有些不稳定。

图4.2 室内温度 图4.3手指加上的温度

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5设计遇到的问题及误差分析

5 设计遇到的问题及误差分析

5.1 设计遇到的问题及分析

在整个设计中遇到了诸多问题,比如编程错误、比如下载错误等等,下面我们对设计中遇到的问题做以总结和分析。

1.编程错误,在编程的过程中遇到的问题有很多,在编程时实体名和文件名不同,这样的错误导致在软件编译时无法完成,所以在编程时必须注意文件名和实体名相同:缺少END语句,一行编完没有“;”等类似情况,很多情况下编程时由于着急或者马虎,会忘记这些小细节,这些错误也是由于没养成良好的习惯造成的,所以编程需要养成良好的习惯,要细心编写。

2.软件使用错误,QuartusⅡ软件使用起来步骤比较繁琐,对于刚应用的人来说很容易漏掉某个步骤,这个经过反复使用便可解决。

3.硬件部分的设计,这点也是设计的难点,后来经过找资料,问同学,解决了硬件问题,下载调试时也会出现一些问题,由于FPGA开发板用的是USB Blaster连接到电脑上,用外接电源上电,所以,USB线与电源线的连接也有先后顺序,应先连USB线,后接电源,再打开开发板上的电源开关,如果顺序错乱,可能引起无法实现功能的后果。

5.2 误差分析

误差是不可避免的,测量既有误差。在整个系统设计中采用温度传感器来测量,所以也有误差。经分析,本设计出现误差有三个方面,一是采用的温度传感器,其测得结果是外界温度和传感器温度的平均值;二是温度分布不均匀,三是传感器本身有一定误差,通过研究得到其误差为±0.5℃。

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6总结

6 总结

本文利用FPGA与DS18B20设计并实现了一种用于检测室温的简易的数字温度测量仪。在QuartusⅡ开发平台上,利用VHDL语言完成软件程序设计,并完成硬件电路板设计,最后下载验证。设计实现了基于可编程器件FPGA,完全利用VHDL编程实现的智能温度测量系统,可用于检测温度变化不悬殊,精度要求不是非常高的场合进行单点温度测量,比如可用于室内温度检测、医疗仪器设备上等,具有结构简单、测量精确性高、使用方便、扩展性能好的优点。若对电路加以改动后还可以对粮食仓库、楼宇智能控制、煤矿等场合进行多点温度检测,拓展空间大。

经过本次设计,熟练的掌握了QuartusⅡ环境的使用,对FPGA器件也有了进一步的认识,基本掌握了VHDL语言的编程规范,并且对于设计一个系统有了较为深刻的印象。在本次课程设计中,我首先要衷心感谢我的指导老师严成华老师!他认真、严谨得给我们确定了设计提纲和进度。从开题到找资料,再到初、中期检查的准备、论文的撰写以及设计中遇到的其他问题,他都给以了我悉心的指导。在此次课程设计中,还得感谢我的同学,感谢他在我整个设计过程中给予的帮助!

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致谢

致 谢

感谢导师杨永侠教授的关心、指导和教诲。杨永侠教授追求真理、献身科学、严以律己、宽已待人的崇高品质对学生将是永远的鞭策。

作者在攻读学士学位期间的工作自始至终都是在杨永侠教授全面、具体的指导下进行的。杨老师渊博的学识、敏锐的思维、民主而严谨的作风,使学生收益匪浅,终生难忘。

感谢实验室老师的关心和帮助。

感谢我的学友和朋友们对我的关心和帮助。

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参考文献

参考文献

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