基于FPGA的温度测控器设计

陈海需，张艳山

（黄淮学院 机电工程学院，河南 驻马店463000）

基于FPGA的温度测控器设计

陈海需，张艳山

（黄淮学院 机电工程学院，河南 驻马店463000）

基于提高实际工业生产、生活中温度检测控制实时性与快速性，以可编程器件（CPLD/FPGA）芯片EP1C3T144C8和硬件描述语言VHDL平台，设计一个温度测控系统，通过对感测值进行与输入基准值的比较控制调节机制，系统采用自上而下、模块化的编程思路设计了键盘扫描电路、AD转换、数据处理等模块，并通过QuartusⅡ仿真实验，验证了温度测控系统的动态响应的正确性与快速性。

FPGA；温度测控器；VHDL；模块设计；状态机

利用数字系统处理模拟信号的情况变得更加普遍，随着新一代FPGA[1]芯片工艺和设计方法的进步及新的应用领域和市场需求的变化，EDA技术也有突飞猛进的发展。温度在工业、农业生产中都是非常重要的控制参数[2-4]，其实时性、准确性、动态响应能力是大家所关注的。相比较于单片机大量的指令周期[5]，PLC的功耗、体积与操作限制[6]，利用FPGA体积小、设计灵活、响应速度快、抗干扰能力强的硬件电路特性，采用了 FPGA 芯片EP1C3T144C8来控制A/D转换器ADC0809对温度信号进行检测和控制。

1 系统总体设计方案

系统设计包括硬件部分设计和软件部分设计，硬件部分：温度传感器AD590检测温度，模数转换器ADC0809转换数据，键盘（4×3）输入预定温度值，发光二极管显示控制机制，数码管显示预定温度值和检测温度值。软件部分则是利用VHDL语言编程来实现整个功能，如图1所示。

图1 系统总体功能框图

2 硬件电路设计

2.1 集成温度传感器AD590