【摘 要】
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现阶段,智能温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、虚拟传感器和网络传感器等高科技的方向迅速发展,技术的高速发展促进了现场温度监测技术的不断更
【出 处】
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同济大学电子与信息工程学院 同济大学
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现阶段,智能温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、虚拟传感器和网络传感器等高科技的方向迅速发展,技术的高速发展促进了现场温度监测技术的不断更新与进步。
本文首先介绍了温度监测技术的发展历史及现状,充分分析了智能温度传感器在该领域的优势和广泛应用前景,并对由Dallas Semiconductor公司推出的数字式智能温度传感器DS18820进行了重点的研究。该器件采用数字化1-wire总线(俗称单总线)技术,即是将控制线、地址线、数据线整合为一根传输线,可以在该总线上挂在多个控制对象,形成多点一线监测系统。该技术应用在现场温度监测领域具有极大的优势:布线简单、成本低廉;由于采用数字化通信,抗干扰性较强、精度高。
针对目前单总线温度监测系统大多采用单片机、ARM等作为其主控CPU的问题,本文旨在设计一种基于FPGA的主控制器从而实现对温度监测系统中单总线器件的控制。FPGA主控制器的设计中采用了IP核复用技术--Dallas Semiconductor公司提供的1-wire Master-DSIWM,主要用来产生单总线协议复杂的读写时序,从而能够简化设计、提高主控制器的利用率;同时,系统的可移植性和重构性得到大大的改善,使得监测系统的升级扩容将更加容易便捷。FPGA控制器完成的主要功能包括通过串口通讯与PC上位机进行通讯及实现对单总线器件的相应指令控制。并且最后对设计功能进行一一验证,系统性能良好。
论文最后对设计进行了总结,并阐述了尚需进一步解决的问题以及下一步的工作内容。
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