3。1系统硬件模块 15

3。2 温度采集模块 16

3。3 温度显示模块 16

3。4 温度报警模块 17

3。5 配置电路模块 17

3。6 系统时钟电路模块 19

3。7 按键模块 19

3。8 电源供应模块 19

第四章  温度报警系统软件设计 21

4。1系统软件总体方案设计 21

4。2 时钟分频模块 21

4。3 温度采集模块 22

4。4 数据处理模块 22

4。5 温度显示模块 23

第五章 仿真与实物 24

5。1 软件仿真 24

5。2实物分析 24

第六章 总结与研究展望 26

6。1 总结 26

6。2 研究展望 26

致谢 27

参考文献 28

第一章 绪论

1。1选题的目的和意义

温度从物理学角度分析，它表示组成物体内部的大量分子无规则运动的剧烈程度，作为七个国际单位制基本物理量之一是最基本的环境物理参数。温度测量与控制广泛应用与农业生产、工业制造、医学治疗等领域，与人们的日常生活息息相关[1]。

在机器制造，工业生产，农业生产等多个领域都有用到温度测量技术。而常见的接触式温度传感器包括热电阻、热敏电阻、热电偶，非接触式测温则分为光学式和辐射式。但如果想增加温度传感器的功能，例如模数转换、信号管理、温度恒定，相应的制作成本也会大幅增加。随着电子技术不断进步发展，专用集成电路芯片出现。一个小芯片上集成了感温元件和电子线路，具有小型化，一体化的特点[2]。现代集成温度传感芯片具有模数转换、信号管理、温度恒定等功能，功能强大，适用范围广。同时，由于技术发展降低了制作成本，使得现代集成温度传感芯片以低廉的价格抢占了大量的市场份额，数字式温度传感器DS18B20就是现代集成温度传感芯片的重要代表。

考虑到制作成本，研究人员以前经常以单片机为核心进行温度报警系统的设计。但这种设计方法存在缺陷，只能完成一些简单的计算和控制功能，即在使用功能方面存在局限性。而且设计完成的温度报警系统性能并不出色。如果研究人员想在此基础上增加使用功能，就得在原有硬件电路的基础上继续扩展，但存在着系统性能下降的隐患。显而易见，传统的设计方法设计温度报警系统已经无法满足飞速发展的现代社会。为了满足越来越高的市场需求，我们把目光放到了FPGA这种半定制电路上。利用半定制FPGA电路进行设计不仅高效而且便利。在结构上它能够实现复杂系统所需的功能。在设计方面，可以利用软件在电脑上编写程序，设计电路，仿真实验，最后下载到实物芯片里进行测试。相比于传统设计，使用FPGA设计在软件阶段就能检测设计的有效性，为研究人员节约了大量的前期投资，缩短了设计周期，提高了设计效率，而且FPGA功能强大，由FPGA开发的电子系统在功能升级时，也能节约大量的资金和设计时间。