·数字技术
基于FPGA的温度数据实时采集系统①
肖顺文
周永宏
（西华师范大学物理与电子信息学院
唐正明
四川南充
637002)
要)运用传感器技术，实时地对一定环境中的温度数据进行采集，并通过FPGA进行实时处理并[摘
显示。系统采用模块化设计，通过固化在模块内部的程序，自动对外界温度进行果集和控制，并通过数码管实时显示。经测试，系统运行稳定，维护简便，参数误差为0.2%，非常适用于多路及多点温度实时采集。
[关健词]FPGA[中围分类号ITP
1前言
温度
数据采集
[文献标识码]A
数字技术与应用
[文章编号]1007-9416（2010）010007-02
现使得数字电路的设计周期和难度都大大减
温度是现代生活及生产中常见的参数，在工业生产、科研及医疗等需要严格进行温度控制的行业中，需要对温度进行实时监控和处理，就需要精度和自动化水平高、应用范围广的温度采集系统，FPGA器件高速度、高集成。低功耗、体积小，FPGA器件的出
FPG
小，在数字电路的设计中得到广泛的应用，
本设计采用能适应恶劣环境的数字化温度传感器DS18B20，采用FPGA芯片作数据处理，实现环境温度实时果集及显示。
系统工作原理
系统工作原理糕图如图1所示，主要由
温度数据接收模块
温度采集电路
温度数据处理模块温度示模块
图1
系统原理概图
温度数据按收模块图2
滤波隔离后可大大减弱，增强了系绕的可靠性。
如图1。
PLC供电系统可采用如下方式，控制器和1/O系统分别由各自的隔离变压器供电，并与主电路电源分开。当某一部分电源出了故障时，面不会影响其他部分，如输入，输出供电中断时，控制器仍能继续供电，提高了系统的可靠性。
(2）从软件设计方面提高系统抗干扰能
力
PLC内部具有丰富的软元件，如定时器，
计数器，辅助继电器等，利用它们设计一些程序，可以屏截输入元作的误信号，防止输出元件的误动作，提高系统的抗干扰能力。
①延时控制：控制器的外部开关量和模万方数据
LED电路
ds18B20
拟景输入信号，由于赚声，干扰，开关的误动作，模拟信号误差等因索的影响，不可避免会形成输入信号的错误，引起程序判断失误，造成事故。当按钮，开关作为输入信号时，则不可避免产生抖动。
①软件滤波：对于模拟信号，可采用多种软件滤波方法来提高数据的可靠性。连续采样多次，采样间隔根据A/D转换时间和信号的频率而定。采样数据先后存放在不同的数据寄存器中，经比较后取中间值或平均值
作为当前输入值， 4结语
经若干PLC控制系统现场
以上的措施，
实际运行表明，能够消除现场干扰信号的影
温度采集电路、温度数据接收模块。温度数据处理模块，温度显示模块，LED电路组成，温度果集电路中湿度传感器为数字温度传感器DS18B20，通过传感器实现对外界环境况度的采集，FPGA将在60个计数周期内将控制信号传送至温度传感器中，使温度传感器将温度信号送出。通过FPGA编程实现实时采集温度传感器的温度数据，并实时处理采集到的数据，并将其转换为BCD码通过数码管显示出当前的温度。
3
温度数据接收模块
温度数据接收模块与DS18B20温度传感器直接相连，用来控制DS18B20的操作，并获取数字温度值。本设计只用于测量正常环境湿度，因此知道100℃以下的温度即可。在读取数据时，只用取DS18B20传感器的低12 位数据。模块电路原理图如图2所示，其中 CLK输入为系统时钟信号20MHz分频得到的1MHz同步信号，DS18B20为与传感器相连接的双向端口，temp[11..0]为12位数字温度值输出，Temperatureo模块的功能是向 DS18B20输出控制命令，并将DS18B20测得的数字温度信号输出。其中，d端口向
响，保证系统的可靠运行。PLC控制系统中的干扰是一个十分复杂的间题，因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因案，合理有效地押制抗干扰，对有些干扰情况还需做具体分析，采取对症下药的方法，才能够使PLC 控制系统正常工作。
参考文献
[1】陈字，可编程序控制器基确及编程技巧.广州：华南理工大学出版社，1999
[2]陈在平，赵相宾.可编程序控制器技术与应用系统设计，北京机械工业出版社， 2002
数字技术与应用
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