基于FPGA技术扩展单片机接口的温度测试系统

ByElmer1

摘要
传统的单片机温度测试系统设计复杂且可靠
性不高，本文介绍了一种利用FPGA技术来实
现单片机的温度测试系统的设计方法。该系
统利用FPGA来实现单片机与其外围芯片之间
的逻辑控制，并利用它来扩展单片机的1/0接
口，该系统具有结构简单、设计灵活、可靠性
1 p' {. ]8 n3 |1 x: ]; G高等优点。
关键词
FPGA技术:单片机;温度测试系统;接口
1.引言
7 Q, v0 o) g! N! T. V在工农业生产中，温度往往是表征对
象和过程状态的重要参数。由于单片机具
% k) a- m8 e, U# |1 }有测试方便、简单等特点,所以在很多温度
! G5 G8 m8 F( }2 k! Y" @8 W7 @现场环境中,用单片机来对温度进行测试，
但是在传统的单片机温度测试系统设计
% I, \% e* I4 H$ ^中，由于大量采用中小规模的逻辑电路来

实现芯片之间的逻辑控制而导致系统设计
复杂，功耗高、灵活性差、可靠性低等
3 U- N* x- ?4 a# I. L缺点。另外，单片机的I/0资源也不够，.
需要扩展。随着电子技术的发展，FPGA
7 T! m; [6 o' ~; p$ x0 w2 l2 Z# g(现场可编程的门阵列)也开始在单片
机、DSP、ARM等嵌入式系统中得到应
: L3 q* m& G$ z2 F% w0 o3 j用，本文介绍的基于FPGA技术的单片机
温度测试系统完全克服了以上缺点，该系
3 C, g1 v2 l' y统具有速度快、可靠性高、设计简单灵
活、开发周期短等优点。
: N% W+ W7 c4 u2 D4 A2、系统硬件设计
2.1系统组成
% H" k$ Z5 I" V4 p* y系统由温度传感器、信号调理电路、
A/D转换器、单片机、FPGA以及键盘.
3 k+ D6 L! w, e* A: _  y/ u显示器和打印机等外围接口电路组成。系
统结构框图如图1所示。
& g$ d2 a0 s0 b2.2系统工作原理
( Z, i  d6 `( J2 B温度传感器将温度转换为电信号，再
经过A/D转换，将多路模拟信号转换为
& D8 e) b3 E+ G7 Y离散的分时信号，送到信号调理电路进行
/ j& W: I+ i- t7 n( c' H  _) A& _信号放大和预德波后变换成0~ 5V的A/D
标准输入信号，A/D转换器将各路分时模
) {2 v& s- h% q# Y9 d: y- S拟信号转换为数字量，A/D转换的结果
通过FPG A逻辑控制电路送到单片机的
CPU进行数据的运算、分析和处理，结.
果通过FPGA扩展的接口电路分送到LED
显示器进行显示。.
2.3 FPGA控制模块

9 y- v/ w1 G) X3 J0 M附加下载：

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温度传感器将温度转换为电信号