基于FPGA的数字温度测量仪设计与实现

由图12可知，当输入为0时，输出为“1111110”；当输入为1时，输出为“0000110”；当输入为2时，输出为“1101101”；当输入为3时，输出为“1111001”等，在七段数码管上正好显示相同数字，表明所编写的程序正确。

1．6 总体电路框图
整体电路图如图13所示。

输入50MHz信号接入分频模块的clock端口，经过分频后的信号输入到DS18B20通信和数制转换模块的clock端，作为模块的时钟信号。DS 18B20将测得的温度数据传给控制模块的win[11．．1]，通过数制转换模块将数据转换为3位十进制表示，最后利用显示模块译码后由共阴数码管显示。

2 硬件电路设计
设计采用FPGA器件和DS18B20实现温度测量仪，FPGA电路板主要由FPGA器件、时钟电路、下载电路、电源电路、显示电路、指示灯和按键等构成。核心芯片采用ALTERA公司生产的CycloneII系列EP2C5T144C8芯片。在设计温度传感器部分时，由于DS18B20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，所以要使DS18B20的VDD引脚接外部电源。电路框图如图14所示。

3 下载调试
选择下载FPGA芯片为EP2C5T144C8，在菜单中选择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，并编译通过。
将FPGA的下载数据线一端连接FPGA电路板，一端接计算机USB口，在命令栏里Programmer项，在弹出的窗口中选择Hardware Setup，确认计算机已与DE2板连接好后，点击Start开始下载运行。

连接好DS18B20温度传感器电路，即可测量室内温度，实物电路图如图15所示。由实测知，当前室温为24．2℃。

4 结束语
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。实现的测量仪具有结构简单、测量精确性高、使用方便、扩展性能好的优点。