1—wire數字溫度的測量及l(fā)cd顯示,課程設計論文

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文檔簡介

1、　　目錄　　1、引言.......................................................................................... 2　　2、方案設計及工作原理 ...............................

2、............................. 2　　2.1 方案設計及論證 ............................................................. 2　　2.2 工作原理 .....................................................

3、.................... 3　　2.2.1DS18B20工作原理................................................... 3　　2.2.2 LCD工作原理 ....................................................... 5<

4、;/p>　　3、各功能模塊設計和仿真.......................................................... 8　　3.1 DS18B20溫度傳感器電路 ............................................. 8　　3.2時鐘及顯示控制

5、電路........................................................ 11　　3.3LCD顯示的實現電路........................................................ 12　　4、結果分析和調試..........................

6、............................................ 13　　5、體會.......................................................................................... 14　　6、參考文獻..................

7、................................................................ 14　　7、附錄........................................................................................... 15　　7.1

8、仿真圖................................................................................. 15　　7.2實物圖................................................................................. 16&l

9、t;p>　　7.3 DS18B20控制程序及LED數碼管顯示程序代碼........... 16　　7.4時鐘控制程序...................................................................... 21　　7.5 LCD顯示驅動程序 .....................

10、...................................... 23　　1—Wire數字溫度的測量及LCD顯示　　摘要：　　根據我們所學過的電子技術、EDA術、電子測量和計算機技術等知識設計具有一定功能和規(guī)模的數字信號處理、電子設備系統(tǒng)項目。完成該項目的方

11、案設計、硬件電路設計、應用軟件系統(tǒng)設計及系統(tǒng)調試。主要是利用EDA/SOPC實驗開發(fā)工具，設計DS18B20測量LCD顯示和其它控制系統(tǒng)，并進行演示。　　關鍵詞：EDA，溫度傳感器，ds18b20，時序，lcd1602　　一、引言：　　隨著人們生活水平的不斷提高, EDA技術

12、無疑是人們追求的目標之一，它所給人帶來的方便也是不可否定的，其中數字溫度計就是一個典型的例子，但人們對它的要求越來越高，要為現代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的設施就需要從EDA技術入手，一切向著數字化控制，智能化控制方向發(fā)展。　　本設計所介紹的數字溫度計與傳統(tǒng)的溫度計相比，具有讀數方便，測溫范圍廣，測溫準確，其輸出溫度采用數字顯示，該設計控制器使用EDA技術，測溫傳感器使用DS18B20

13、，用LCD實現溫度顯示,能準確達到以上要求。　　隨著時代的進步和發(fā)展，EDA技術已經普及到我們生活，工作，科研，各個領域，已經成為一種比較成熟的技術,本文將介紹一種基于EDA技術的數字溫度計，本溫度計屬于多功能溫度計，可以設置上下報警溫度，當溫度不在設置范圍內時，可以報警。二、方案設計及工作原理：　　1、方案設計論證：

14、;　　方案一：　　用溫度傳感器測量溫度，使用51單片機作為主芯片控制及顯示。在電路設計中，溫度測量大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的，可以采用一只溫度傳感器DS18B20，此傳感器，可以很容易直接讀取被測溫度值，進行轉換，使用89C51單片機處理傳輸的信號進行控制及顯示，就可以滿足設計要求。

15、;　　方案二:　　基于FPGA溫度測量及顯示，使用EP1C12實驗開發(fā)板以實現所要求的溫度測量及顯示功能。EP1C12實驗開發(fā)板，其EDA開發(fā)平臺上自帶DS18B20溫度傳感器和LCD1602顯示和LED數碼管顯示，使用QuartusII軟件和VHDL語言編程即可實現設計所要求功能。　　從以上兩

16、種方案，很容易看出，采用方案二，電路在開發(fā)板上實現比較簡單，軟件設計也比較簡單，故采用了方案二。　　2、工作原理：　　1、DS18B20工作原理　　DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直

17、接讀出被測溫度，并且可根據實際要求通過簡單的編程實現9～12位的數字值讀數方式。 TO－92封裝的DS18B20的引腳排列見下圖，其引腳功能描述見表1。　　（底視圖）　　圖1 DS18B20　　表1　DS18B20詳細引腳功能描述

18、　　DS18B20采用3腳PR－35封裝或8腳SOIC封裝，其內部結構框圖如圖2所示。 　　圖2 DS18B20內部結構　　64位ROM的結構開始8位是產品類型的編號，接著是每個器件的惟一的序號，共有48位，最后8位是前面56位的CRC檢驗碼，這也是多個DS18B20可以采用一線進行通信的原因。溫度報警觸發(fā)器ＴＨ和ＴＬ，

19、可通過軟件寫入戶報警上下限。　　DS18B20溫度傳感器的內部存儲器還包括一個高速暫存RAM和一個非易失性的可電擦除的EERAM。高速暫存RAM的結構為8字節(jié)的存儲器，結構如圖3所示。頭2個字節(jié)包含測得的溫度信息，第3和第4字節(jié)ＴＨ和ＴＬ的拷貝，是易失的，每次上電復位時被刷新。第5個字節(jié)，為配置寄存器，它的內容用于確定溫度值的數字轉換分辨率。DS18B20工作時寄存器中的分辨率轉換為相應精度的溫

20、度數值。該字節(jié)各位的定義如圖3所示。低5位一直為1，TM是工作模式位，用于設置DS18B20在工作模式還是在測試模式，DS18B20出廠時該位被設置為0，用戶要去改動，R1和R0決定溫度轉換的精度位數，來設置分辨率。　　圖3 　DS18B20字節(jié)定義　　由表1可見，DS18B20溫度轉換的時間比較長，而且分辨率越高，所需要的溫度數據轉換時間越長。因此，在

21、實際應用中要將分辨率和轉換時間權衡考慮。　　表1 DS18B20溫度轉換時間表　　高速暫存RAM的第6、7、8字節(jié)保留未用，表現為全邏輯1。第9字節(jié)讀出前面所有8字節(jié)的CRC碼，可用來檢驗數據，從而保證通信數據的正確性。　　當DS18B20接收到溫度轉換命令后，開始啟動轉換。轉換完成后的溫度值就以16位帶符號擴展

22、的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第1、2字節(jié)。單片機可以通過單線接口讀出該數據，讀數據時低位在先，高位在后，數據格式以0.0625℃／LSB形式表示。　　當符號位Ｓ＝0時，表示測得的溫度值為正值，可以直接將二進制位轉換為十進制；當符號位Ｓ＝1時，表示測得的溫度值為負值，要先將補碼變成原碼，再計算十進制數值。表2是一部分溫度值對應的二進制溫度數據。

23、　DS18B20完成溫度轉換后，就把測得的溫度值與RAM中的TH、TL字節(jié)內容作比較。若Ｔ＞TH或T＜TL，則將該器件內的報警標志位置位，并對主機發(fā)出的報警搜索命令作出響應。因此，可用多只DS18B20同時測量溫度并進行報警搜索。　　在64位ROM的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余檢驗碼（CRC）。主機ROM的前56位來計算CRC值，并和存入DS18B20的CRC值作比較，以判斷主機收到的ROM數據

24、是否正確。　　DS18B20的測溫原理是這這樣的,器件中低溫度系數晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產生固定頻率的脈沖信號送給減法計數器1；高溫度系數晶振隨溫度變化其振蕩頻率明顯改變，所產生的信號作為減法計數器2的脈沖輸入。器件中還有一個計數門，當計數門打開時，DS18B20就對低溫度系數振蕩器產生的時鐘脈沖進行計數進而完成溫度測量。計數門的開啟時間由高溫度系數振蕩器來決定，每次測量前，首先將

25、－55℃所對應的一個基數分別置入減法計數器1、溫度寄存器中，計數器1和溫度寄存器被預置在－55℃所對應的一個基數值。　　減法計數器1對低溫度系數晶振產生的脈沖信號進行減法計數，當減法計數器1的預置值減到0時，溫度寄存器的值將加1，減法計數器1的預置將重新被裝入，減法計數器1重新開始對低溫度系數晶振產生的脈沖信號進行計數，如此循環(huán)直到減法計數器計數到0時，停止溫度寄存器的累加，此時溫度寄存器中的數

26、值就是所測溫度值。其輸出用于修正減法計數器的預置值，只要計數器門仍未關閉就重復上述過程，直到溫度寄存器值大致被測溫度值。　　另外，由于DS18B20單線通信功能是分時完成的，它有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。系統(tǒng)對DS18B20的各種操作按協(xié)議進行。操作協(xié)議為：初使化DS18B20（發(fā)復位脈沖）→發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲器操作命令→處理數據。<

27、;b>　　2、LCD工作原理　　LCD 顯示模塊是一種既簡便又省電的方法。文字型 LCD 顯示模塊已被廣泛的應用于事務機、電子儀表及相關高級產品上。常見文字型LCD 模塊有16字x1行、16字x2行、20字x1行、20字x2行、20字x4行等多種規(guī)格可供選擇。　　EDA開發(fā)平臺配置了文字型 LCD 模塊，其內部是由 LCD 顯示

28、器、LCD 驅動器、LCD 控制器三部份所組成如圖4所示。目前市售 LCD 模塊其控制方法均相同，LCD 模塊內部所使用的LCD控制器均與HITACHI的HD44780兼容，此背光 LCD 模塊具有16根腳位 ( 不含背光 )。不同廠牌的模塊模塊亦可互換，其應用方式亦均相同。具體的參數請參照此液晶的數據手冊。 　　LCD文字型模塊，每個字符可顯示 5 * 7 或 5 * 10點字圖形，包含標準

29、之 ASCII 碼 ( 含大小寫英文字母、阿拉伯數字及特殊符號等 )。 　　一、LCD 控制指令及功能：　　1. 清除顯示( Clear Display )：將ASCII碼20H填入DDRAM，并設定地址計數AC=0，由標將回至地址00H。　　2. 游標歸位( Returm Home )：設定由標地址回歸至0

30、0h，但不清除DDRAM的內容。AC設為0。　　3. 進入模式( Entry Mode )： 　　設定輸入一個字符后，光標予顯示字符的位移方向。 　　I/D=0，游標向左移，AC減1； 　　I/D=1，游標向右移，AC加1；

31、SH=0，顯示字符不移動； 　　SH=1，I/D=0，顯示字符向左移； 　　SH=1，I/D=1，顯示字符向右移；　　4. 顯示開關控制( Display on/off Control ) 設定顯示器、光標及是否閃爍光標控制　　D=0，顯示器關閉；D=1，顯示器開啟<

32、;/p>　　C=0，光標不顯示；D=1，光標顯示　　B=0，游標不閃爍；D=1，游標閃爍　　5. 光標及顯示器移動( Cursor or Display Shift ) 　　設定光標或顯示器移動方向(DDRAM內容不變) 　　S/C=0，字符不

33、移動； 　　R/L=0，游標向左移； 　　R/L=1，游標向右移； 　　S/C=1，R/L=0，字符及光標向左移；　　S/C=1，R/L=1，字符及光標向右移　　6. 功能設定( Function Set )

34、　　設定接口位長度(DL)、顯示列數(N)與顯示字符類型(F)功能。　　DL=0，接口位長度8位；DL=1，接口位長度4位； 　　N=0，只顯示一列字符；N=1，可顯示兩列字符； 　　F=0，顯示5x8字型；F=1，顯示5x11字型；　　7. 設定C

35、GRAM地址( Set CGRAM Address ) 　　設定CGRAM的地址計數器AC　　8. 設定DDRAM地址( Set DDRAM Address ) 　　設定DDRAM的地址計數器AC　　9. 讀取忙碌旗號及地址( Read Busy and Address

36、) 　　設定從CGRAM或DDRAM地址讀取忙碌旗號(BF,Busy Flag)及地址計數器AC的數據。　　10.內存數據寫入( Write Data to RAM ) 　　將D0-D7的數據寫入CGRAM或DDRAM內部。(依前一筆寫入地址而定)　　二

37、、LCD時序　　LCD顯示同樣對時序要求嚴格，其時序主要分為讀時序和寫時序如下圖。　　1、LCD寫時序　　2、LCD讀時序　　三、各功能模塊設計和仿真：

38、　　1、DS18B20溫度傳感器電路　　DS18B20可以采用兩種方式供電，在這采用電源供電方式，DS18B20的1腳接地，2腳作為信號線，3腳接電源。　　當DS18B20處于寫存儲器操作和溫度A/D轉換操作時，總線上必須有強的上拉，上拉開啟時間最大為10us。采用寄生電源供電方式時VDD端接地。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接口必須是

39、三態(tài)的。由于DS18B20是在一根I/O線上讀寫數據，因此，對讀寫的數據位有著嚴格的時序要求。DS18B20有嚴格的通信協(xié)議來保證各位數據傳輸的正確性和完整性。該協(xié)議定義了幾種信號的時序：初始化時序、讀時序、寫時序。所有時序都是將主機作為主設備，單總線器件作為從設備。而每一次命令和數據的傳輸都是從主機主動啟動寫時序開始，如果要求單總線器件回送數據，在進行寫命令后，主機需啟動讀時序完成數據接收。數據和命令的傳輸都是低位在先。DS18B20

40、模塊生成如圖5。　　圖5 DS18B20功能模塊　　在該模塊中inclk為時鐘輸入端，DQ為ds18b20的數據總線的輸入端，sel[3..0]為數碼管位選輸出端，seg[7..0]為數碼管段選輸出，templlreture[10..0]為當前溫度的輸出端，baojing為報警信號的輸出端。　　2、DS18B2

41、0的復位時序 　　3、DS18B20的讀時序　　對于DS18B20的讀時序分為讀0時序和讀1時序兩個過程。　　對于DS18B20的讀時隙是從主機把單總線拉低之后，在15秒之內就得釋放單總線，以讓DS18B20把數據傳輸到單總線上。DS18B20在完成一個讀時序過程，至少需要60us才能完成。

42、　　4、DS18B20的寫時序　　對于DS18B20的寫時序仍然分為寫0時序和寫1時序兩個過程。　　對于DS18B20寫0時序和寫1時序的要求不同，當要寫0時序時，單總線要被拉低至少60us，保證DS18B20能夠在15us到45us之間能夠正確地采樣IO總線上的“0”電平，當要寫1時序時，單總線被拉低之后，在15us之內就得釋放單總

43、線。　　5、溫度轉換命令子程序　　溫度轉換命令子程序主要是發(fā)溫度轉換開始命令，當采用12位分辨率時轉換時間約為750ms，在本程序設計中采用1s顯示程序延時法等待轉換的完成。溫度轉換命令子程序流程圖如上圖，圖9所示，具體程序見附錄。　　圖9 溫度轉換流程圖圖10　計算溫度流程圖&

44、lt;/p>　　6、計算溫度子程序　　計算溫度子程序將RAM中讀取值進行BCD碼的轉換運算，并進行溫度值正負的判定，其程序流程圖如圖10所示。　　2、時鐘及顯示控制電路　　多功能數字鐘應該具有的功能有：顯示時－分－秒、整點報時、小時和分鐘可調等基本

45、功能。首先要知道鐘表的工作機理，整個鐘表的工作應該是在1Hz信號的作用下進行，這樣每來一個時鐘信號，秒增加1秒，當秒從59秒跳轉到00秒時，分鐘增加1分，同時當分鐘從59分跳轉到00分時，小時增加1小時，但是需要注意的是，小時的范圍是從0～23時。　　在實驗中為了顯示的方便，由于分鐘和秒鐘顯示的范圍都是從0～59，所以可以用一個3位的二進制碼顯示十位，用一個四位的二進制碼（BCD碼）顯示個位，對

46、于小時因為它的范圍是從0～23，所以可以用一個2位的二進制碼顯示十位，用4位二進制碼（BCD碼）顯示個位。　　開發(fā)板提供50Mhz的時鐘頻率，而時鐘需要的是1Hz時鐘信號，因此為了得到準確的1Hz信號，必須對輸入的系統(tǒng)時鐘進行分頻。其封裝見附件總電路圖的shizhong模塊。　　3、LCD顯示的實現電路　　1、L

47、CD顯示電路組成　　LCD顯示包括時鐘分頻（圖6）、和LCD控制（圖7）模塊。　　其中時鐘分頻顧名思義是對整個LCD顯示提供頻率脈沖，計數器對LCD控制器控制，LCD控制模塊實現對LCD的初始化，指令寫入及內容的編碼顯示。　　LCD顯示控制模塊，其中M[5..0]為計數器位數輸入端，clk1為時鐘輸入端，s1[1

48、0..0]為溫度數據輸入端，h1[3..0]和h10[3..0]分別為時鐘的小時的個位和十位輸入端，m1[3..0]和m10[3..0]分別為時鐘的分的個位和十位輸入端，se1[3..0]和se10[3..0]分別為時鐘的秒的個位和十位輸入端，D0~D7為輸出端作為8位二進制碼傳輸給LCD，rs為LCD的數據或命令的選擇端。　　2、LCD程序設計</p

49、>　　流程圖如圖8　　部分命令設置程序（具體程序見附錄LCD顯示驅動程序）　　when 0 => Q <=x"01"; RS<='0';-- 清屏　　when 1 => Q <=

50、x"38"; RS<='0';--工作方式設置（初始化）　　when 2 => Q <=x"06"; RS<='0';--輸入方式設置　　when 3 => Q <=X"0f"; RS<='0';--顯

51、示開關控制（設置顯示、光標及閃爍開、關） when 7 => Q <=x"40"; RS<='0'; -- CGRAM　　......　　when 36 => Q <=x"c0"; RS<='0';

52、--SECOND Row" li gong da xue ! " 　　......　　when 16 => Q <=x"80"; RS<='0'; -- FIRST Row　　...... &

53、lt;/p>　　when 55 => Q <=x"0c"; RS<='0'; 　　when others => Q <=x"A0"; RS<='1';　　圖8 程序流程圖<

54、/p>　　四、結果分析及調試：　　本次課程設計在達到設計基本功能的同時，還加入了其他多項輔助功能，使設計項目更加人性化、更加完善。主要功能有DS18B20溫度讀取LED數碼管顯示、LCD1602溫度顯示、LCD1602當前時間顯示和時間調接以及溫度設定報警等功能。在整個設計調試過程中，也出現了一些錯誤和難關，但經過小組的探討，查閱相關資料以及詢問指導老師等方法，最終還

55、是逐步的解決了所遇到的問題。在下面列舉幾個主要的問題。　　首先遇到的第一個問題就是LED數碼管的編碼轉換上出現了錯誤。在DS18B20中傳輸出來的溫度數據是兩字節(jié)的二進制數據，在將溫度數值轉換成驅動LED顯示的八位二進制數時，沒有注意開發(fā)板上的數碼管是共陰極還是共陽極，顯示出錯。編碼取反后恢復正常。　　第二是LCD顯示時顯示亂碼，在編程時開始是在LCD驅

56、動外部編碼然后傳輸進入LCD驅動，驅動內部直接讀取編好后傳輸過來的兩位十六進制數，但LCD顯示出錯，顯示為亂碼，出錯原因可能是編碼傳輸和顯示時間不夠等等。最后將編碼轉換程序放入LCD顯示驅動中，將DS18B20讀取的兩字節(jié)數據，直接傳輸入驅動中再進行碼字轉換成LCD顯示所需的數碼。　　在設計中還有很多小問題，比如說計數器位數不夠，LCD顯示出現延遲等等?？傮w來說，所遇到的問題都得到了有效地解決，

57、有的是原有基礎上找出錯誤修改，有的是換一種方法實現，解決問題實現目標方法多種多樣，但只要目的達到都是一種成功。　　五、體會：　　經過為期三周的時間的課程設計，掌握了電子技術、EDA技術、電子測量和計算機接口等綜合性應用技術；熟悉控制系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)和可編程片上系統(tǒng)的設計方法；能設計出具有一定功能和規(guī)模的電子應用電路。

58、對以后相關工作的設計有了一定的幫助。　　六、參考文獻：　　[1] EDA技術郭勇高等教育出版社 2004-07出版　　[2] 何賓 EDA原理及應用清華大學出版社 2009-06出版　　[3] 趙剛 EDA技術簡

59、明教程四川大學出版社 2004-07出版　　[4] 江國強 EDA技術與應用(第3版) 電子工業(yè)出版社 2010-04出版　　[5] 周立功 EDA實驗與實踐北京航空航天大學出版社 2007-09出版　　[6] 郭振武、叢紅俠 EDA實驗教程南開大學出版社 2011-08出版

60、;　　[7] 潘松、黃繼EDA技術與VHDL(第3版) 清華大學出版社 2009-09出版　　[8] 羅力凡、常春藤基于VHDL的FPGA開發(fā)快速入門?技巧?實例人民郵電出版社 2009-05出版　　[9] 潘松、黃繼業(yè)、潘明 EDA技術實用教程:Verilog HDL版(第4版) 科學出版社 2010-07出

61、版　　[10] 譚會生、張昌凡 EDA技術及應用:Verilog HDL版(第3版) 西安電子科技大學出版社 2011-07出版　　[11] 周潤景、蘇良碧基于Quartus II的數字系統(tǒng)Verilog HDL設計實例詳解電子工業(yè)出版社 2010-05出版　　七、附錄：&l

62、t;/b>　　1、模塊電路圖　　2、實物圖　　3、程序清單　　1、DS18B20控制程序及LED數碼管顯示驅動程序代碼<p

63、>　　LIBRARY IEEE;　　USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;　　USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;　　USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;　　ENTITY BO IS</p&g

64、t;　　PORT(　　DQ:inOUT STD_LOGIC; --DS18B20的單數據總線　　--DQ2:IN STD_LOGIC;　　inclk:in std_logic;　　--k1,k2,k3,k4

65、,k5:in std_logic;--　　sel:out std_logic_vector(3 downto 0);--數碼管位選　　seg:out std_logic_vector(7 downto 0);--數碼管段選　　templlreture:out std_logic_vector(10 downto

66、0); --當前溫度　　baojing:out std_logic --報警信號　　);　　END;　　ARCHITECTURE bhv OF BO IS<p&

67、gt;　　constant ml1:std_logic_vector(15 downto 0):="0011001100100010"; --命令1，即前一字節(jié)忽略讀DS18B20的ROM 后一字節(jié)開始轉換溫度　　constant ml2:std_logic_vector(15 downto 0):="0011001101111101"; --命令

68、2，前一字節(jié)忽略讀DS18B20的ROM 后一字節(jié)開始讀暫存器　　signal templ1,templ2:std_logic_vector(7 downto 0); --從DS18b20讀出的兩字節(jié)溫度　　signal d,c,b,a:std_logic_vector(7 downto 0);--十進制數后的個位、小數點第一位、第二位對應的數碼管的段數

69、值　　signal var1,var2,var3,var4:integer;--分別對應將二進制數據轉化為十進制數后的個位、小數點第一位、第二位　　signal current_templ:std_logic_vector(10 downto 0); --當前溫度　　signal cur:std_logic_

70、vector(7 downto 0); --當前溫度　　signal ng:std_logic; --負數標志位　　signal clk:std_logic;　　signal count_48:std_logic_vector(4 downto 0);<b

71、>　　begin　　process(inclk)　　begin　　if rising_edge(inclk) then　　count_48<=count_48+1;<p&g

72、t;　　if count_48="11000" then　　clk<=not clk;　　count_48<="00000";　　end if;　　end if;&

73、lt;/b>　　end process;　　process(clk)　　variable saomiao:std_logic_vector(1 downto 0); --掃描變量　　variable count1:std_logic_vector(10 down

74、to 0); --計數器1，用于DS18B20初始化時計時，以產生時序　　variable count2:std_logic_vector(9 downto 0); --計數器2，用于向DS18B20寫命令時計時，以產生時序　　variable count3:std_logic_vector(7 downto 0); --計數器3，用于向DS

75、18B20讀數據時計時，以產生時序　　variable fenping_saomiao:std_logic_vector(7 downto 0); 　　variable i:integer range -1 to 15:=15; --命令比特計數值　　variable init:integer range

76、 0 to 1:=0; --完成初始化標志　　variable j:integer range 0 to 8:=0; --讀溫度時，比特計數值　　variable k:integer range 0 to 1:=0; --用于指示讀取哪個溫度值　　variable state:integer ran

77、ge 0 to 2:=0; --狀態(tài)標志，0時寫命令1,1時寫命令2,2時讀取溫度　　variable templ:std_logic_vector(7 downto 0);　　begin　　if rising_edge(clk) then<

78、p>　　fenping_saomiao:=fenping_saomiao+1;　　if fenping_saomiao="11111111" then　　saomiao:=saomiao+1; --掃描　　case saomiao is --對數碼管進行位掃描

79、　　when "00"=>sel<="0001";seg<=a; --注意數碼管的位選信號是低電平有效　　when "01"=>sel<="0010";seg<=b;　　when "10"=&g

80、t;sel<="0011";seg<=c;　　when "11"=>sel<="0100";seg<=d;　　when others=>sel<="0000";　　end c

81、ase;　　end if;　　if state=0 then　　if init=1 then --若初始化完成，開始寫命令1　　count2:=count2+1;　　i

82、f count2="0000000001" then --將總線拉低　　DQ<='0';　　elsif count2="0000001100" then --在15us內向總線寫一比特數值　　DQ<=

83、ml1(i);　　elsif count2="0001011010" then --在寫時序的15us~60us內，DS18B20對總線采樣，所以取90us　　DQ<='1';　　elsif count2="101011

84、0100" then --在大于1us之后，總線拉低，產生下一寫時序　　--DQ<='0';　　count2:="0000000000"; --計數器歸零　　i:=i-1; --寫下1比特命令　　if i=-

85、1 then --寫完命令，命令計數值歸零，初始化標志歸零，以產生下次初始化，狀態(tài)轉為1，即將寫命令2　　i:=15;init:=0;state:=1;　　end if;　　end if;

86、　else --init=0時進行初始化　　count1:=count1+1;　　if count1="000000000001" then　　DQ<='1';　　elsif count1

87、="000000000011" then --拉低　　DQ<='0';　　elsif count1="01010111100" then --初始化時要求，低電平至少保持480us，這里取500us<

88、b>　　DQ<='1';　　elsif count1="01011011010" then --要求15us~60us，拉高，這里取30us（530），再釋放總線，以讓DS18B20發(fā)出存在脈沖　　DQ<='Z';</

89、p>　　elsif count1="01111001010" then --存在脈沖為60us~240us，830，再拉高　　DQ<='1';　　elsif count1="10000000000" then --整個時

90、序要求960us，這里取1024us　　init:=1;count1:="00000000000"; --總線拉低（也可以不拉低），初始化標志置1，即下次不進行初始化，計數器歸零　　end if;　　end if;

91、　　elsif state=1 then --state=1，寫命令2　　if init=1 then　　count2:=count2+1;　　if count2="0000000001" then<

92、b>　　DQ<='0';　　elsif count2="0000001100" then　　DQ<=ml2(i);　　elsif count2="0001011010" then

93、　　DQ<='1';　　elsif count2="0001011100" then　　count2:="0000000000";　　i:=i-1;&l

94、t;p>　　if i=-1 then　　i:=15;init:=0;state:=2;　　end if;　　end if;　　else

95、;　　count1:=count1+1;　　if count1="000000000001" then　　DQ<='1';　　elsif count1="000000000011" then

96、 --拉低　　DQ<='0';　　elsif count1="01010111100" then --初始化時要求，低電平至少保持480us，這里取500us　　DQ<='1';</

97、b>　　elsif count1="01011011010" then --要求15us~60us，拉高，這里取30us（530），再釋放總線，以讓DS18B20發(fā)出存在脈沖　　DQ<='Z';　　elsif count1=

98、"01111001010" then --存在脈沖為60us~240us，830，再拉高　　DQ<='1';　　elsif count1="10000000000" then --整個時序要求960us，這里取1024us&

99、lt;p>　　init:=1;count1:="00000000000"; --總線拉低（也可以不拉低），初始化標志置1，即下次不進行初始化，計數器歸零　　end if;　　end if;　　else

100、--state=2，讀取溫度　　if k=0 then --k=0，讀取第一字節(jié)溫度（低字節(jié)）　　count3:=count3+1;　　if count3="00000001" then　　DQ<='0';&

101、lt;/b>　　elsif count3="00000100" then --低電平至少1us，在釋放總線　　DQ<='Z';　　elsif count3="00001101" then --要求在1

102、5us內讀取溫度　　templ(j):=DQ;　　elsif count3="01010000" then --讀時序至少60us，這里取80us　　DQ<='1';　　elsif cou

103、nt3="01010010" then --計數器歸零　　count3:="00000000";　　j:=j+1; --讀取下一比特　　if j=8 then --讀取完　　j:=0; --歸0

104、　　k:=1; --讀第2字節(jié)　　templ1<=templ;　　end if;　　end if;　　else --k=1 讀第2字節(jié)&l

105、t;p>　　count3:=count3+1;　　if count3="00000001" then　　DQ<='0';　　elsif count3="00000100" then&l

106、t;p>　　DQ<='Z';　　elsif count3="00001101" then　　templ(j):=DQ;　　elsif count3="01010000" then<

107、;p>　　DQ<='1';　　elsif count3="01010010" then　　count3:="00000000";　　j:=j+1;

108、　　if j=8 then　　j:=0;　　k:=0;　　state:=0; --狀態(tài)標志歸零，進入下次大循環(huán)　　if (templ and "11111000&q

109、uot;)="11111000" then --如果溫度是負數則需要轉換下　　templ:=(not templ);　　templ1<=(not templ1)+1;　　if templ1="0000000" then

110、　templ:=templ+1;　　end if;　　ng<='1'; --負溫度標志　　else　　ng<='0';</b

111、>　　end if;　　current_templ<=templ(2 downto 0) & templ1; --溫度值是templ_value2的低5位和templ_value1　　end if;</p&g

112、t;　　end if;　　end if;　　end if;　　end if;　　end proce

113、ss;　　--process()　　--end process;　　process(current_templ)　　begin　　if CONV_INTEGER(current_templ)/

114、16>20 then --如果溫度大于25度，報警　　baojing<='1';　　else　　baojing<='0';　　end if;&

115、lt;/p>　　templlreture<=current_templ; 　　if ng='1' then　　d<="01000000"; --負號　　var3<=CONV_INTEGER(current_templ)/160

116、rem 10; --十位　　var2<=CONV_INTEGER(current_templ)/16 rem 10; --個位　　var1<=CONV_INTEGER(current_templ)*10/16 rem 10; --小數點后一位　　else

117、;　　var4<=CONV_INTEGER(current_templ)/1600; --百位　　var3<=CONV_INTEGER(current_templ)/160 rem 10; --十位　　var2<=CONV_INTEGER(current_templ)/16 rem 10

118、; --個位　　var1<=CONV_INTEGER(current_templ)*10/16 rem 10; --小數點后一位　　end if;　　case var4 is--百位　　when 0 => d &l

119、t;= "00000000";--000　　when 1 => d <= "00000110";--100　　when 2 => d <= "01011011";--200　　when 3 => d <= "

120、01001111";--300　　when 4 => d <= "01100110";--400　　when 5 => d <= "01101101";--500　　when 6 => d <= "01111101&q

121、uot;;--600　　when 7 => d <= "00000111";--700　　when 8 => d <= "01111111";--800　　when 9 => d <= "01101111";--900

122、　　when others => d <= "01000000";　　end case;　　case var3 is--十位　　when 0 => c <= "00111111&q

123、uot;;　　when 1 => c <= "00000110";　　when 2 => c <= "01011011";--2　　when 3 => c <= "01001111";--3

124、　　when 4 => c <= "01100110";--4　　when 5 => c <= "01101101";--5　　when 6 => c <= "01111101";--6

125、;　　when 7 => c <= "00000111";--7　　when 8 => c <= "01111111";--8　　when 9 => c <= "01101111";--9　　when ot

126、hers => c <= "00000000";　　end case;　　case var2 is--個位　　when 0 => b <= "10111111";　　wh

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