EDA论文
EDA技术论文
第1章 EDA技术随着大规模集成电路技术和计算机技术的不断发展，在涉及通信、国防、航天、医学、工业自动化、计算机应用、仪器仪表等领域的电子系统设计工作中，EDA技术的含量正以惊人的速度上升，电子类高新技术项目的开发也更加依赖于EDA技术的应用。
即使是普通的电子产品的开发，EDA技术常常使一些原来的技术瓶颈得以轻松突破，从而使产品的开发周期大为缩短、性能价格比大幅提高。
不言而喻，EDA技术将迅速成为电子设计领域中的极其重要的组成部分。
1.1 EDA技术的含义及特点EDA（Electronic Design Automation，电子系统设计自动化）技术是20世纪90年代初从CAD（计算机辅助设计），CAM（计算机辅助制造），CAT （计算机辅助测试）和CAE（计算机辅助工程）的概念发展而来的。
现代EDA 技术就是以计算机为工具，在EDA软件平台上，根据硬件描述语言HDL完成的设计文件，能自动地完成用软件方式描述的电子系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、布局布线、逻辑仿真，直至完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。
设计者的工作仅限于利用软件的方式来完成对系统硬件功能的描述，在EDA工具的帮助下和应用相应的FPGA/CPLD器件，就可以得到最后的设计结果。
尽管目标系统是硬件，但整个设计和修改过程如同完成软件设计一样方便和高效。
[3]可见，利用EDA技术进行电子系统的设计具有以下几个特点：一是用软件的方式设计硬件；二是用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的；三是采用自顶向下（top--down）的设计方法；四是设计过程中可用有关软件进行各种仿真；五是系统可现场编程，在线升级；六是整个系统可集成在一个芯片上，体积小、功耗低、可靠性高。
因此，EDA代表了当今电子设计技术的最新发展方向。
1.2EDA技术的主要内容EDA技术涉及面很广，内容丰富，从教学和实用的角度看，主要应掌握如下个4个方面的内容：一是大规模可编程逻辑器件；二是硬件描述语言；三是软件开发工具；四是实验开发系统。
EDA流水灯论文(VHDL)
滨江学院课程论文（可编程器件原理与应用）题目基于VHDL语言的流水灯设计学生姓名王秋阳学号20082305047院系滨江学院专业电子与信息工程指导教师刘建成二零一零年十二月三十日一、任务：采用ALTERA 公司的EPM7128SLC84-10芯片,通过VHDL 语言设计一个流水灯电路。
流水灯样式必须大于3种，且可以通过按键调节显示样式；可以通过按键调节流水灯变化快慢；当前流水灯样式和变化速度能够通过数码管显示出来；（附加：具有按键声）二、设计框图（框图说明）1MHZ 周期信号经过2个100分频，得到100HZ ，再经过1个10分频得到10HZ 信号，传给速度控制模块，得到需要的速度周期信号，然后传给样式选择模块，样式选择模块直接输出彩灯样式；控制模块通过接受两个按键信号，同时控制速度控制模块和样式选择模块；译码扫描模块通过判断控制模块，扫描数码管显示当前彩灯样式和彩灯变化速度；按键信号通过延时模块输出按键发生信号。
速度按键 样式按键控制模块速度控制样式选择译码和扫描数码显示彩灯显示1000HZ 信号100HZ 信号蜂鸣器三、原理图（CPLD内部原理说明）从原理图中可以看到，一共有8种模块，D触发器的作用是对按钮进行消抖，除D触发器之外的7个模块功能及作用如下：f100和f10分别是100和10的分频器，speed模块的作用是对彩灯变化速度进行控制，而style_switch模块的作用是对彩灯样式进行调节。
Control 模块接收按键信号对样式和速度进行总的控制。
Show模块是对速度值和样式值进行译码并进行扫描数码管，将当前样式和速度状态显示出来。
Delay模块则是对按键声的延时。
四、各个模块设计（波形仿真）1.f100模块功能：100分频波形仿真：VHDL代码：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity f100 is --100分频port(clk:in std_logic;sec:out std_logic);end entity f100;architecture getsec of f100 issignal secout : std_logic :='1';beginprocess(clk) isvariable count100: integer range 0 to 50;beginif clk'event and clk='1' thencount100:=count100+1;if count100=50 thensecout<=not secout;count100:=0;end if;end if;end process;sec<=secout;end architecture getsec;2.f10模块功能：10分频波形仿真：VHDL代码：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity f10 is –-10分频port(clk:in std_logic;sec:out std_logic);end entity f10;architecture getsec of f10 issignal secout : std_logic :='1';beginprocess(clk) isvariable count10: integer range 0 to 5;beginif clk'event and clk='1' thencount10:=count10+1;if count10=5 thensecout<=not secout;count10:=0;end if;end if;end process;sec<=secout;end architecture getsec;3.speed模块功能：根据DATE输入端的数值大小，产生不同频率的周期信号，从而达到控制彩灯变化速率的目的。
EDA论文+序列信号发生器的设计
序列信号发生器的设计吴书娜 物理系 2005级 电子信息工程（1+3）班摘要：在数字信号的传输和数字系统的测试中，有时需要用到一组特定的串行数字信号，产生序列信号的电路称为序列信号发生器[1]。
本设计中选用目前应用较广泛的VHDL 硬件电路描述语言，实现对序列信号发生器的硬件电路描述，在ALTERA 公司的EDA 软件平台MAX+PLUS Ⅱ环境下通过了编译、仿真，并下载到CPLD 器件上进行编程制作，实现了序列信号的发生过程。
关键字：序列信号 VHDL EDA 仿真 MAX+PLUS Ⅱ一、前言：电子设计技术的核心就是EDA 技术，EDA 是指以计算机为工作平台，融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子CAD 通用软件包，主要能辅助进行三方面的设计工作，即IC 设计、电子电路设 和PCB 设计[2]。
EDA 技术已有30年的发展历程，大致可分为三个阶段。
70年代为计算机辅助设计（CAD ）阶段，人们开始用计算机辅助进行IC 版图编辑、PCB 布局布线，取代了手工操作。
80年代为计算机辅助工程（CAE ）阶段。
与CAD 相比，CAE 除了有纯粹的图形绘制功能外，又增加了电路功能设计和结构设计，并且通过电气连接网络表将两者结合在一起，实现了工程设计。
CAE 的主要功能是：原理图输人，逻辑仿真，电路分析，自动布局布线，PCB 后分析[3]。
90年代为ESDA 阶段。
尽管CAD/CAE 技术取得了巨大的成功，但并没有把人从繁重的设计工作中彻底解放出来。
在整个设计过程中，自动化和智能化程度还不高，各种EDA 软件界面千差万别，学习使用困难并且互不兼容，直接影响到设计环节间的衔接。
基于以上不足，人们开始追求贯彻整个设计过程的自动化，即电子系统设计自动化（ESDA ）。
EDA 技术是电子设计领域的一场革命，目前正处于高速发展阶段，每年都有新的EDA 工具问世，广大电子工程人员应该尽早掌握这一先进技术，这不仅是提高设计效率的需要，更是我国电子工业在世界市场上生存、竟争与发展的需要。
EDA技能培训鉴定体系研究论文
EDA技能培训鉴定体系的研究摘要：本文探讨现代电子设计技能在当前电子产品设计中的作用，介绍了当前eda技术，对于eda技术培训内容进行了讨论，并对于eda技能的鉴定内容进行了阐述，对于苏州职业大学在eda培训中取得了成果进行了总结，指出进行eda技能的培训与鉴定的重大意义。
关键词：现代电子设计； eda技术；培训；鉴定中图分类号：g434 文章标识码：a 文章编号：1006-3315（2011）7-132-002一、引言目前，现代电子设计技术在绝大部分的电子产品设计都有使用，世界著名的电子厂商每年都要招纳相关的人才。
在公司招纳人才时总要进行相关的笔试与面试，经过调研，各大电子公司的笔试与面试题目基本都可纳入现代电子设计技能体系中。
现在各大高校特别是职业院校都看到了这个现象，所以每年的师资培训中，现代电子设计技能的培训都成为一项培训内容。
怎么把这些进行的实用的电子设计方法介绍给在校学生或社会在职人员，这就需要一套体系严谨、内容全面、技术先进的培训与鉴定体系。
苏州职业大学是最早把单片机、eda技术融入高级工的培训当中，在2004年苏州职业大学进行高级工的培训开发工作，把单片机与eda技术作为高级工培训的内容，这在全国的高级工培训中内容属于比较新的。
目前，现代电子设计方法中典型的设计方法就是运用eda的设计方法。
eda技术是在电子cad技术基础上发展起来的计算机软件系统，是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。
利用eda工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等方面开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出ic版图或pcb版图的整个过程的计算机上自动处理完成。
为了有效得进行eda技术的学习，各大高校基本开设了eda技术的相关课程，但学生主要是注重理论知识的学习，实际硬件的联系不强，学生实际动手的机会不多，碰到像电子竞赛、公司单位面试这样与实际产品联系比较强的情况，学生往往不能很好的应答。
大学科技论文3000字范文(通用3篇)
大学科技论文3000字范文(通用3篇)【篇1】大学科技论文3000字【摘要】文章首先介绍了EDA技术，找出了电子工程设计过程中存在的问题，并根据问题提出了技术要点，为中国在机械电子工程领域的设计技术要点的研究提供借鉴经验。
【关键词】机械电子;工程设计;技术要点;1EDA技术1.1EDA技术定义EDA技术，就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言VHDL完成设计文件，然后，由计算机自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。
從广义角度来讲，它是半导体工艺设计自动化、可编程器件设计自动化、电子系统设计自动化、印刷电路板设计自动化、仿真与测试以及故障诊断自动化以及形式验证自动化的总体工程。
1.2EDA技术的应用EDA技术的发展十分迅速，现阶段在科研、教学、设计以及制造等领域都发挥着巨大的作用。
很多大公司和企事业单位也已经在领域内对EDA技术进行广泛的使用，比如，在飞机制造的过程中，从设计、性能以及特性直到飞行模拟，都需要用到EDA技术。
1.2.1在教学方面现在几乎所有的理工科院校，尤其是电子信息专业都开设了EDA课程，就是为了能够让学生了解和掌握E-DA的基本概念和原理，从而掌握HDL语言编写的规范和逻辑综合的理论算法，并学会简单的系统设计，以达到学以致用的目的。
1.2.2在科研方面科研阶段主要是通过电路的仿真工具来完成电路的设计，通过虚拟器来进行电子产品的调试，把OLI器件的开发应用到设备中。
比如，当用到无线通讯系统CDMA时，为了区分不同的呼叫对象，CDMA就需要对每个手机和基站的编码进行合理的区分和识别，以找到不同的呼叫对象，这种判断依据是通过匹配滤波器的输出显示在输入数据流中的探调到特定的码序列，FRGA能够提供适合的滤波器，并完成数据处理的功能，体现了这项技术在信息通讯领域中的广泛应用。
1.2.3在设计和制造方面不论是高科技成果下的微处理器，还是彩电、音响等家用电器，EDA技术都在这些领域留下了深深的烙印。
eda课程设计论文4位全加器
eda课程设计论文4位全加器一、教学目标本课程的目标是让学生理解并掌握全加器的工作原理和设计方法，能够运用数字逻辑设计出功能完整的全加器。
知识目标：使学生了解全加器的功能和作用，理解其内部电路的工作原理，掌握全加器的真值表和布尔表达式。
技能目标：培养学生运用数字逻辑设计简单电路的能力，能够独立完成全加器的设计和仿真。
情感态度价值观目标：培养学生对电子技术的兴趣，提高学生解决问题的能力，培养学生的创新精神和团队协作精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括全加器的功能和工作原理、全加器的真值表和布尔表达式、全加器的设计和仿真。
首先，讲解全加器的功能和作用，通过具体的实例让学生了解全加器在计算机中的重要性。
然后，讲解全加器的内部电路工作原理，使学生理解全加器是如何实现加法的。
接下来，介绍全加器的真值表和布尔表达式，让学生掌握全加器的工作原理。
最后，讲解全加器的设计和仿真方法，培养学生运用数字逻辑设计电路的能力。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法。
首先，通过讲授法向学生传授全加器的理论知识，使学生了解全加器的基本概念和工作原理。
然后，通过讨论法引导学生进行思考和讨论，提高学生的理解能力。
接下来，通过案例分析法分析实际案例，使学生了解全加器在计算机中的应用。
最后，通过实验法让学生动手设计和仿真全加器，提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备适当的教学资源，包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
教材：选用《数字逻辑设计》作为主教材，系统地介绍全加器的理论知识。
参考书：推荐《计算机组成原理》等参考书，供学生深入学习和参考。
多媒体资料：制作全加器的原理讲解和设计过程的视频，通过动画和图像等形式直观地展示全加器的工作原理。
实验设备：准备数字逻辑设计实验室，提供全加器的设计和仿真实验所需设备。
集成电路eda心得800字(9篇)
集成电路eda心得800字(9篇) 关于集成电路eda心得，精选6篇范文，字数为800字。
我们公司在上海成立了“集成电网集成电路”，集成电路是我公司集成电路的三大基石，也是公司实现高效运行的必备条件。
我公司是一个集成电路，主要从事电网建设的工程，它是由电力供应、电力设施运行、电力设施运行、电力电网建设、电网建设及管理工作组成。
其中，我公司共投资1950万元。
主要从事的集中电路及其相关工作。
集成电路eda心得(范文)：1我们公司在上海成立了“集成电网集成电路”，集成电路是我公司集成电路的三大基石，也是公司实现高效运行的必备条件。
我公司是一个集成电路，主要从事电网建设的工程，它是由电力供应、电力设施运行、电力设施运行、电力电网建设、电网建设及管理工作组成。
其中，我公司共投资1950万元。
主要从事的集中电路及其相关工作。
集成电路是我公司的重点工程。
集成电路建设需要全体员工的共同努力，需要全体员工的共同参与。
因此，我公司的集成电路工程有着非常重要的意义。
在集成电路工程建设中，要把集成电路建设与电网建设结合起来，以实现公司发展战略目标。
集成电路建设的优越性，直接关系到公司的生存与发展以及社会的稳定。
在集成电路工程建设中，需要全体员工的共同协作，共同努力才能保证公司的生存与发展。
集成电路建设需要全体员工的共同努力，需要全体员工的共同参与。
只有全体员工的齐心协力，共同努力，公司才能保持稳定发展的良好环境，才能保证公司的生存与发展步伐，才能保证公司实现高速发展的良好局面。
集成电路建设是我公司在集成电路建设中发挥着非常重要的作用。
通过集成电路建设，可以大大缩短建设周期，提高工程施工质量，降低工程成本，提高企业效益，促进公司可持续发展。
集中电路建设在电网建设中具有非常重要的地位，它不但能提高公司的经济效益和社会效益，还能加快经济结构的改进。
集成电路建设的优点，直接关系到公司的生存与发展。
在集成电路建设中，我们要把集成电路建设与电网建设结合起来，以实现公司可持续发展。
EDA论文
前言一 EDA简介EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CA T）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。
EDA是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、智能化技术的最新成果而开发出的电子CAD通用软件包，它根据硬件描述语言HDL 完成的设计文件，自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局布线及仿真，直至完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等。
二 EDA的发展前景随着微电子技术和计算机技术的不断发展，在涉及通信、国防、航天、工业自动化、仪器仪表等领域工作中，ＥＤＡ技术的含量以惊人的速度上升，从而使它成为当今电子技术发展的前沿。
1、基于FPGA的DSP系统设计现代大容量、高速度的FPGA的出现，克服了上述方案的诸多不足。
在这些FPGA中，一般都内嵌有可配置的高速RAM、PLL、LVDS、LVTTL以及硬件乘法累加器等DSP模块。
用FPGA来实现数字信号处理可以很好地解决并行性和速度问题，而且其灵活的可配置特性，使得FPGA构成的DSP系统非常易于修改、易于测试及硬件升级。
2、计算机处理器设计EDA技术与FPGA在通信领域中的成功已是众所周知的事实了，而对于一般的处理器的实现也已司空见惯。
如利用硬件描述语言设计嵌入式系统处理器、各类CPU或单片机等，并以软核的形式在FPGA中实现。
但利用FPGA实现高性能的处理器，乃至超级计算机处理器的功能，不能不说是一项崭新的尝试。
目前，尽管基于EDA技术的计算机处理器的FPGA实现尚未进入全面的商业化开发阶段，但其研究和应用的成果却不得不令人深感FPGA在这一领域中的巨大潜力和广阔的市场。
3、与ASIC市场的竞争技术由于EDA技术是面向解决电子系统最基本最低层硬件实现问题的技术，因此就其发展趋势的横向看，势必涉及越来越广阔的电子技术及电子设计技术领域。
eda—课程设计学位论文
摘要《EDA技术》是电子信息科学与技术专业学生在电子技术实验技能方面综合性质的实验训练课程，其目的和任务是通过一周的时间，让学生掌握EDA的基本方法，熟悉一种EDA软件（VHDL），并能利用EDA软件设计一个电子技术综合问题，为以后进行工程实际问题的研究打下设计基础。
关键词：EDA；VHDL；实验设计Abstract"EDA technology" is the electronic Information Science and Technology students test the integrated nature of training courses in electronic technology experiment skills, their purpose and mission through the week, so that students master the basic method of EDA, a familiar EDA software (VHDL ), and can use EDA software to design an integrated electronic technical issues, and lay the foundation for future research designed to make practical engineering problems.Keywords: EDA; VHDL; experimental design目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 课题设计主要内容 (1)第2章开发工具简介 (2)2.1 EDA、VHDL简介 (2)2.2 方案论证 (3)2.2.1 乒乓游戏机的功能 (3)2.2.2 乒乓游戏机设计思路 (3)2.3 乒乓球各模块的设计 (4)2.3.1 控制模块的设计 (4)2.3.2 送数据模块的设计 (8)2.3.3 产生数码管片选信号模块的设计 (9)2.3.4 7段译码器模块的设计 (10)第3章设计结果与分析 (12)3.1 系统的波形仿真 (12)3.2 乒乓游戏机顶层电路图 (13)结论 (15)参考文献 (16)第1章绪论1.1 概述20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。
EDA 论文
武汉职业技术学院《EDA技术》课程结业论文论文题目：按键输入电路设计姓名：付昊所在院系：电子信息工程学院班级：电信12304班学号：12012830指导教师：虞沧武汉职业技术学院二〇一四年六月目录第一章EDA技术简介与VHDL语言第二章设计方法与步骤第三章设计程序及说明第四章程序仿真和验证摘要人类文明已进入到高度发达的信息化社会。
信息化社会的发展离不开电子信息产品开发技术、产品品质的提高和进步。
电子信息产品随着科学技术的进步，其电子器件和设计方法更新换代的速度日新月异。
实现这种进步的主要原因就是电子设计技术和电子制造技术的发展，其核心就是电子设计自动化（EDElectronic Design Automation）技术，EDA技术的发展和推广应用又极大地推动了电子信息产业的发展。
为保证电子系统设计的速度和质量，适应“第一时间推出产品”的设计要求，EDA技术正逐渐成为不可缺少的一项先进技术和重要工具。
目前，在国内电子技术教学和产业界的技术推广中已形成“EDA 热”,完全可以说，掌握EDA技术是电子信息类专业学生、工程技术人员所必备的基本能力和技能。
本设计主要利用VHDL硬件描述语言在EDA平台Quartus II上设计一个4×4阵列键盘扫描电路，将行扫描信号输入阵列键盘，读取列信号的值，输出按键编码，从而判断出按键按下的位置。
并且使用Modelsim软件进行模拟仿真，下载到EDA实验箱进行硬件证。
关键词：EDA VHDL语言 4×4阵列键盘扫描第一章EDA技术简介与VHDL语言1.1 EDA技术简介1.1.1 EDA技术含义EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，在20世纪60年代中期从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。
EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言VHDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
重庆师范大学期末考核提交材料课程名称： EDA原理及应用院系：物理与电子工程学院时间： 2011—2012学年度第二学期专业：电子信息科学与技术（职教）年级： 2009级培养层次：本科学生姓名：邓桂英学号： 20090520139 成绩：基于FPGA温度传感器DS18B20的Verilog设计基于FPGA温度传感器DS18B20的Verilog设计物理与电子工程学院电子信息科学与技术（职教）专业 2009级邓桂英指导老师何传红摘要：本文介绍了数字温度传感器DS18B20的数据接口和特点, 阐述了一种基于现场可编程门阵列( FPGA)控制DS18B20的方法。
使用FPGA作为控制器,严格控制DS18B20的时序,在单总线上实现读写功能,完成测量数字温度的功能。
将测量的二进制数转换为BCD码, 并通过数码管显示。
系统设计使用Verilog语言。
关键词：现场可编程门阵列；数字温度传感器；硬件描述语言目录0 引言 (4)1 DS18B20的读写方式 (4)1.1 初始化时序： (4)1.2 写时序： (5)1.3 读时序： (5)2 温度控制模块 (6)3 控制DS18B20进行温度测量 (6)4 电源连接 (7)5 温度显示部分 (8)6 软件设计 (8)6.1 Proteus软件简介 (9)6.2 程序流程图设计 (9)6.3 实验内容与步骤 (10)7 结论 (12)参考文献 (13)0 引言温度检测是数据采集的基本任务。
传统的采集方式多为使用温度传感器采集模拟量, 然后通过模/数(A/D)转化得到数字量。
模拟数字采集的方法稳定性较差, 抗干扰能力较弱, 电路连接数量多。
随着电子技术的发展, 在很多应用中, 数字温度传感器已经取代模拟温度传感器。
数字温度传感器以其线路简单、编程设置灵活、工作范围宽、成本低廉、转换精度高、测量速度快、适用于微型封装,结构简单,无需温度校准和调试,可直接连接到微处理器, 在实际应用中广受欢迎。
DS18B20是单总线式的数字温度传感器。
具有线路简单,体积小的特点。
DS18B20支持/一线总线0接口,信息经过一条线进出, 完成读写功能,另两条线为电源和地线。
测量得到的数据是数字量,不需要经过模数转换,从而大大简化了电路。
FPGA 是现场可编程门阵列( Field Programmable Gate Array),20世纪80年代开始使用的大规模可编程数字集成电路。
FPGA充分利用了计算机辅助设计技术进行器件的开发与应用,不仅能自行设计专用集成电路芯片,还可以在计算机上进行功能仿真和实时仿真,及时发现问题,调整电路,改进设计方案。
而且,FPGA 器件采用标准化结构,体积小,集成度高,功耗低,速度快,可无限次反复编程, 因此成为科研产品开发及其小型化的首选器件,且应用极为广泛。
使用FPGA来控制数字温度传感器DS18B20是一个非常好的选择。
1 DS18B20的读写方式由于DS18B20是采用一根I/O总线读写数据, 因此DS18B20对读写数据位有严格的时序要求。
DS18B20遵循相应的通信协议从而保证数据传输的正确性和完整性。
该通信协议定义了多种信号时序: 初始化时序、读时序、写时序。
每一次命令和数据传输都是从主机启动写时序开始,如果要求从机回送数据,在写命令后,主机需启动读时序接收数据。
所有的读、写时序至少需要60us, 且每两个独立的时序之间至少需要1us的恢复时间。
数据和命令的传输都是低位优先。
DS18B20有严格的时序控制:1．1 初始化时序：初始化时序中，控制器发送一个480us-960us的低电平的复位信号，然后释放总基于FPGA温度传感器DS18B20的Verilog设计 DS18B20的读写方式线，也就是总线为高电平，此时，控制器准备接收DS18B20的反应信号，当总线释放后，如果存在DS18B20，那么DS18B20将在15-60us内发送一个持续60-240us的反应信号。
如图1所示。
图1 初始化时序图1．2 写时序：（因为本设计总线上只挂了一个DS18B20，所以不用读取64位序列号，直接发送忽略rom命令skin rom）写时序有写0和写1时序，首先将总线拉低电平，拉低后15us之内必须把所要向DS18B20写的数据传到总线上，DS18B20将在15us-60us内采样总线上的数据，如果为高则写1，为低则写0；写完一次后释放总线。
每两次写数据之间时隙要大于1us。
当主机要生成一个写0时序, 必须把数据线拉到低电平并保持60us。
主机要生成一个写1时序,必须把数据线拉低到低电平然后释放,在写时序开始后的15us内允许数据线拉到高电平, 如图2所示。
图2 写时序图1．3 读时序：当从DS18B20读取数据时, 主机把数据线从高电平拉低到低电平并保持1us, 然后释放总线。
来自DS18B20的输出数据在下降沿后15us有效。
在读取数据结束时I/O引脚应拉回到高电平。
所有时间最短维持期限为60us,如图3所示。
图 3 读时序图完成一位传输的时间为一个时序,因为读写0或1都需要70us,所以设置时序的一个时序是70us。
对FPGA的时钟进行分频,输入时钟频率20MHz,经过20分频得到1MHz,周期为1us, 以70个周期为一个时序进行编程。
2 温度控制模块本设计采用Altera公司的EP2C8Q208C8 cyclone芯片制作相应的硬件电路。
温度控制模块是与DS18B20的接口,用来控制 DS18B20 的操作,并获得数字温度值。
ds 子模块的功能是向DS18B20 输出控制命令,并将 DS18B20 测量得到的数字温度值输出。
其中,d端口用来向DS18B20输出控制信号; cont为三态门inst3的使能信号, 当d 向dq输出控制信号时, cont=1使能,当dq向FPGA返回信号时, cont= 0,为高阻态。
n 和c 为时间计数器。
电路符号如图4所示。
图4 温度控制模块3 控制DS18B20进行温度测量DS18B20的ROM中有64位序列号( 8位产品家族编号、48位 ID号、8位CRC)是出厂前刻好的,这64位序列号具有唯一性, 每个DS18B20的64位序列号均不相同。
本文以单一温度传感器的控制为例, 所以使用Skip ROM(跳过ROM命令),不需要读取64 位序列号。
DS18B20加电之后,处于空闲状态。
首先需要发送复位信号7个时序时间低电平,等待1 个时序后检测总线, 如果是低电平则等待 6个时序,之后发出Skip ROM(跳过ROM命令) , 8个时序发送二进制码为11001100。
发送Convert T(44h,01000100)命令启动温度测量和模拟到数字的转化。
温度转换需要500m s,当转换结束后, DS18B20又回到空闲状态, 温度数据是以带符号位的16-bit补码储存在温度寄存器中。
再次发送复位,接受存在信号,发送跳过 ROM 命令。
发送读暂存器命令 Read Scratchpad（BEh,10111110)之后开始接受 16 位的数据。
对DS18B20 的储存器的操作步骤如表1所示。
表1 DS18B20的操作步骤4 电源连接DS18B20 可使用寄生电源, 可以在I/O引脚处于高电平时“偷”些能量,储存在电容中供正常使用,但进行精确转换时需要I/O引脚保持大电流供电,这样对FPGA芯片引脚造成很大压力, 所以使用 VDD 引脚接外部电源，如图4所示。
图4 DS18B20电源连接图DS18B20 进行温度转换需要很大电流,工作最大电流可达1mA。
使用VDD引脚接外部电源供电的优点在于I/ O线上不需要在温度变换期间保持高电平。
这样就可以有效的保护 FPGA 芯片,也可在单总线上放置多数目的DS18B20。
使用外部电源,通过发出Skip ROM 跳过命令,然后发出Convert T变换命令, 可以完成温度变换。
5温度显示部分DS18B20采集到温度信息是带符号位的16-bit补码,高5位的数值全为S,温度为正值时S=0,负值时S=1;中间10位是数字位,从-55到125;最低1位是小数位,最小分辨率0.5e。
设计一个数字温度子模块, 将中间10位的二进制数转换为3位BCD码表示的十进制数, 再加1位小数位, 共选取4个数码管用来显示从-55.0e到+125.0e的温度数字,如表 2 所示。
表 2 数码管显示表4 位 3 位 2 位 1 位12 5.0000.5000.0- 00.5- 5 5.06 软件设计6.1 Quartus II软件简介Quartus II是Altera公司的综合性PLD/FPGA开发软件，支持原理图、VHDL、VerilogHDL以及AHDL（Altera Hardware Description Language）等多种设计输入形式，内嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD设计流程。
Quartus II可以在XP、Linux以及Unix上使用，除了可以使用Tcl脚本完成设计流程外，提供了完善的用户图形界面设计方式。
具有运行速度快，界面统一，功能集中，易学易用等特点，对第三方EDA工具的良好支持也使用户可以在设计流程的各个阶段使用熟悉的第三方EDA工具。
此外，Quartus II 通过和DSP Builder工具与Matlab/Simulink相结合，可以方便地实现各种DSP应用系统；支持Altera的片上可编程系统（SOPC）开发，集系统级设计、嵌入式软件开发、可编程逻辑设计于一体，是一种综合性的开发平台。
Altera Quartus II 作为一种可编程逻辑的设计环境, 由于其强大的设计能力和直观易用的接口，越来越受到数字系统设计者的欢迎。
功能：Quartus II提供了完全集成且与电路结构无关的开发包环境，具有数字逻辑设计的全部特性，Altera的Quartus II可编程逻辑软件属于第四代PLD开发平台。
该平台支持一个工作组环境下的设计要求，其中包括支持基于Internet的协作设计。
Quartus平台与Cadence、ExemplarLogic、 MentorGraphics、Synopsys和Synplicity等EDA供应商的开发工具相兼容。
改进了软件的LogicLock模块设计功能，增添了FastFit编译选项，推进了网络编辑性能，而且提升了调试能力。
支持MAX7000/MAX3000等乘积项器件。
6.2程序流程图设计FPGA 控制 DS18B20 实现温度转换的程序流程如图 5 所示。
图 5 程序流程图本实验采用状态机控制各时序。
具体请看源码（见附件）。
6.3 实验内容与步骤要实现本设计，需要将[DF2C8]FPGA核心板和[EB‐F2]基础实验板连接在一起，同时使能DS18B20模块和数码管模块:DS18B20 温度传感器使能跳线JP10全部短接,元件安装示意如图6所示（注意方向，半圆形的一边朝板子内部，平面朝外，和板上的图示一致）。