1. 研究目的与意义（文献综述）

随着物联网时代的来临，各种电子产品入网，传统的设备和仪器在电子化的操纵中变得更加智能。而如何合理正确的收集仪器信息来作为网络判断的依据，就需要用到各种传感器了。本次设计中利用ds18b20芯片，模拟温度采集过程，设计一个简单的数字温度计。了解在电子化过程中，是如何将状态两转化为电子信息并加以利用的。

bs18b20芯片是美国达拉斯半导体公司研制的可编程分辨率的单总线数字温度计。最多可在750ms内将测得温度转化为12位数字信号。而数字信号正是电子计算机做出判断的信息数据。人可以对自然界的状态信息做出反应，知道温度高了要穿的少点，屋子温度高了要开空调降温。作为电子计算机，是无法直接读取到气温信息的，只有通过温度传感器才能对空间的温度信息做出反应。而对于一些没有人在而温度又需要实时监控的地方比如机房，仓库等，温度传感器就十分必要了。同时，也可以将温度信息及时利用，设置警戒值，超过时采取相应措施，减少资源浪费等。

对于系统智能化较高的人工智能系统，我们需要高速的计算机去匹配相应数据处理速度，而对于处理数据较单一的系统，我们可以利用善于处理简单计算的单片机系统来完成，不仅高效，简洁，还降低了成本。本次设计虽然利用的是fpga，但实际上只是利用了该类技术的一小部分。如果投入实际生产，单片机只需要满足温度控制，可以将芯片做到很小，严格控制体积和生产成本，使其可以适应各种场合的需求。

2. 研究的基本内容与方案

本次设计的温度计考虑到单纯的显示温度没有能够很好锻炼到我们所学的知识，所以在要求之外添加了报警模块，在测量位置温度超过警戒值时会有相应的动作。所以整个系统分为：测量模块，控制模块，显示模块，附加报警模块4个部分。各个模块作用为：

（1）测量模块：主要组成为DS18B20芯片，负责采集目标地区的温度信息。要求采集的数据要足够精确，这对硬件的调试要求较高。

（2）控制模块：主要利用FPGA开发板，对于测量结果的转换和调节在这完成，用户还可以在这里调节测量精度等参数。

（3）显示模块：主要组件为液晶显示屏，显示测量结果。由于是数字温度计，开始想过用数码管显示，后来发觉需要显示的不仅是数字而已，故采用了能显示更多信息的液晶屏。显示模块不仅显示测量结果，还将会显示在报警状态下的异常信息。

（4）附加报警模块：加入该模块是考虑到实际生产过程中温度控制需求，不仅只要了解温度信息，还能对此做出反应。在设定阈值范围内没有动作，一旦超过警戒值，测量仪器会有相应的报警措施。

本次设计基于FPGA开发板，通过外接一个DS18B20芯片实现其温度测量的目的，同时通过编程实现其数字温度计的功能，综合实际而加入的报警系统让这个设计更多了实用能力。在实际操作中要考虑好硬件的接入问题，端口的匹配，数据读取与传输的差异，以及合适的信号输出。

其设计总体框图为：

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需技术。确定方案， 完成开题报告。

第4－5周：了解相关的专业知识，完成不少于5000字的英文翻译任务。

第6－9周：继续深入学习了解相关内容，逐步实施设计方案。

4. 参考文献（12篇以上）

[1].王金明.verilog hdl程序设计教程[m].北京：人民邮电出版社， 2012.

[2] 吴继华，王诚.设计与验证verilog hdl[m] .北京：人民邮电出版社2011.

[3] 黄勇.eda技术与veriloghdl设计. 成都：西南交通大学出版社2014.