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1. 研究目的与意义

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。

2. 国内外研究现状分析

温度控制无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，而在当今，我国农村锅炉取暖，农业大棚，养鸡场内等多数都没有实用的温度控制系统，还有部分厂矿，企业还一直沿用简单的温度设备和纸质数据记录仪，无法实现温度数据的实时测量与控制。

随着社会经济的高速发展，越来越多的生产部门和生产环节对温度控制精度的可靠性和稳定性等有了更高的要求，而且随着人们日常生活的不断提高，传统的温度控制器越来越不能满足人们生活中的需要并且传统温度控制器的精度也已经不能满足对温度要求较为苛刻的生产环节。

当今电子产品正向功能多元化,体积最小化,功耗最低化的方向发展。

3. 研究的基本内容与计划

内容：本设计采用智能集成温度传感器ds18b20,并以fpga为控制器的温度测量装置的硬件组成和软件设计，最后用数码管来实现温度显示。 1、关于fpga fpga具有掩膜可编程门阵列的通用结构，它由逻辑功能块排成阵列，并由可编程的互连资源连接这些逻辑功能块来实现不同的设计。 fpga一般由3种可编程电路和一个用于存放编程数据的静态存储器sram组成。这3种可编程电路是：可编程逻辑模块、输入/输出模块（iob--i/o block）和互连资源。可编程逻辑模块clb是实现逻辑功能的基本单元，它们通常规则的排列成一个阵列，散布于整个芯片；可编程输入/输出模块（iob）主要完成芯片上的逻辑与外部封装脚的接口，它通常排列在芯片的四周；可编程互连资源包括各种长度的连接线段和一些可编程连接开关，它们将各个clb之间或clb、iob之间以及iob之间连接起来，构成特定功能的电路。 2，关于ds18b20 ds18b20是美国dallas半导体公司继ds1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器.与传统的热敏电阻相比,他能够直接读出被测温度并且 可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式.可以分别在93.75 ms和750 ms内完成9位和12位的数字量,并且从ds18b20读出的信息或写入ds18b20的信息仅需要一根口线（单线接口）读写,温度变换功率来源于数据总 线,总线本身也可以向所挂接的ds18b20供电,而无需额外电源.因而使用ds18b20可使系统结构更趋简单,可靠性更高.他在测温精度、转换时间、 传输距离、分辨率等方面较ds1820有了很大的改进,给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。 dsl820工作过程中的协议如下 初始化rom操作命令；存储器操作命令；处理数据。 1 初始化 单总线上的所有处理均从初始化开始 2 rom 操作品令 总线主机检测到dsl820的存在便可，以发出rom操作命令之一，这些命令如 指令 代码 read rom(读 rom) [33h] match rom(匹配 rom) [55h] skip rom(跳过 rom] [cch] search rom(搜索 rom) [f0h] alarm search(告警搜索) [ech] 3 存储器操作命令 指令 代码 write scratchpad(写暂存存储器) [4eh] read scratchpad(读暂存存储器) [beh] copy scratchpad(复制暂存存储器) [48h] convert temperature(温度变换) [44h] recall eprom(重新调出) [b8h] read power supply(读电源) [b4h] 3.fpga与ds18b20型温度传感器通信的实现 fpga需要完成ds18b20的初始化、读取ds18b20的48位id号、启动ds18b20温度转换、读取温度转化结果。读取48位id号和读取温度转换结果过程中，fpga还要实现crc校验码的计算，保证通信数据的可靠性。以上操作反复进行，可以用状态机来实现。状态机如下： reset1：对ds18b20进行第一次复位，然后进入delay状态，等待800μs后，进入cmd33状态。 cmd33：对ds18b20发出033命令，读取48位id值。 get_id：从ds18b20中读取48位id值。 reset2：对ds18b20进行第二次复位，然后进入delay状态等待800μs后，进入cmdcc状态。 cmdcc：向ds18b20发出忽略rom命令，为进入下一状态作准备。 cmd44：向ds18b20发出启动温度转换命令，然后进入delay状态等待900ms后进入下一状态。 reset3：对ds18b20进行第三次复位。 cmdcc2：向ds18b20发出忽略rom命令，为了进入下一状态作准备。 get_temp：从ds18b20中读取温度测量数值。 delay：等待状态。 write_bit：向ds18b20中写入数据位状态。 read_bit：从ds18b20中读取数据位状态。在该状态中每读取1位数据，同时完成该数据位的crc校验计算。所有数据都读取后，还要读取8位crc校验位。这8位校验位也经过crc校验计算，如果通信没有错误，总的crc校验结果应该是0。这时可将通信正确的数据保存到id和temp_data寄存器中。

进度安排：

1.2014.12-2015.1 收集资料，查阅文献。

2.2015.1-2015.3 确定系统方案及实验步骤，并完成开题报告， 通过开题答辩

4. 研究创新点

所设计的温度控制器读数快且不用估读。

数显温度计读数特别快, 因为只要将显示器上的数字读出即可, 不用估读, 节省时间。

而且本测温系统的电路很简单, 所用的原件少, 且造价很低，比一般的温度计测量温度的区域宽，可用于所有的测温场合,不受其他的条件限制。