摘要：当今时代的科学研究随着微型计算机的出现而进行了质的飞跃，并且，现代工业控制以及日常生活也随着电子设计自动化技术（EDA）的发展而变得越来越简便，低成本，较短的设计周期，较高的可靠性是大规模可编程逻辑器（FPGA）的几个显著特点，在产品开发方面，这简化了研发设计人员的设计流程，给设计人员带来了诸多方便。本系统设计的数字温度表正是应用 FPGA来实现温度的测量。

本设计使用的硬件是迪芝伦公司的Nexys4 DDR开发板和达拉斯半导体公司的DS18B20（数字温度传感器）,使用Verilog HDL语言在Vivado软件下中编写了温度测量系统的程序，在分析DSl8B20的one_wire通信协议后，根据DS18B20的通信时序中的要求，使用有限状态机(FSM)编写出了DSl8B20的单总线的驱动模块。并以此驱动模块为基础，开发出了完整的测温系统和温度报警系统。最终的仿真结果显示，本设计能够稳定地进行温度的测量。

关键词： Verilog FPGA DS18B20 数字温度计

目录

摘要

Abstract

1.绪论-1

1.1课题研究意义-1

1.2课题相关技术的发展-1

1.3课题研究的大概内容-2

2.FPGA简介-3

2.1 什么是FPGA-3

2.2 FPGA的基本结构-3

2.3 FPGA的设计流程-5

3.DS18B20温度传感器简介-7

3.1 DS18B20内部结构-7

3.2 DS18B20分辨率的配置-9

3.3 DS18B20的时序-10

3.3.1 DS18B20初始化时序-10

3.3.2总线的写时序-10

3.3.3 总线的读时序-11

3.4 DS18B20的操作命令-12

3.4.1 ROM操作-12

3.4.2存储器操作命令-13

4.Vivado软件简介-14

4.1 Vivado概况-14

4.2 Vivado的设计流程-14

5.数字温度计的设计-16

5.1 数字温度计的框架-16

5.2 DS18B20驱动模块的设计-16

5.2.1分频器的设计-17

5.2.2 有限状态机的设计-18

5.3数据处理模块-18

5.4数码管显示模块-20

5.5温度报警温度输入模块-21

6.仿真结果-23

6.1 RTL分析-23

6.2 报警阈值输入模块仿真-23

6.3 DS18B20驱动模块仿真-24

6.4 数据处理模块仿真-25

6.5 数码管显示模块仿真-26

6.6数字温度计仿真-27

6.7 引脚约束-28

致谢-30

参考文献-31

附录-32