FPGA学习(2)

如何开始一个FPGA项目，首先要做的就是认识这个项目。举一个容易的项目的例子。现在有很多能控制温度的智能设备，空调呀冰箱呀热水杯呀，可以先用FPGA实现一个温度的测量功能。

明确需求，进行分析，需要的是温度传感器进行温度测量，然后用FPGA来处理这个温度测量数据，这就涉及到一个连接的问题，如何把温度传感器数据传给FPGA呢，首先要知道有哪些温度传感器，最常见的就是铂电阻(pt100，pt500，pt1000)，然后是18B20数字温度传感器。铂电阻就是一个电阻值能够随着温度变化而变化的电阻，这个变化是个近似线性的变化。我们测阻值就可以知道温度，在电路板中我们通过测量铂电阻电压来知道温度，电压是模拟量，需要经过ad采样为数字量，因为用FPGA处理，得接入数字信号才行，而且电平范围得是FPGA能够承受的，一般来说FPGA的管脚能够承受3.3v的电平。所以需要的主要元器件为温度传感器，ad采样芯片，电平转换芯片(比如5v转3.3v)，FPGA等。

18B20方案就容易一些，不需要ad采样和电平转换，18B20一共三个引脚，一个3.3v一个地，还有一个1位总线，这个总线直接连在FPGA的io管脚上就行。硬件方案定了，还有软件方案，18B20总线是有协议的，规定了如何把数据传给FPGA。这个就需要用硬件描述语言进行编程，来实现这个传数的功能。相关的代码网上有很多，可以学习。当然他们给的都是子模块代码，自己用就得在top文件中进行例化。类似于c语言的函数调用，编好了函数，得使用它，它才会有用。FPGA首先要学会用写好的代码来实现自己想要的功能，在实现功能的时候就会慢慢明白这些代码是怎么运行的了，在实践中学习是最有用的。

18B20方案，我们有了实现18B20与FPGA传数的代码，然后在top文件进行了例化，能采到数据了，然后想看到这个温度值，最简单的方法就是用串口。首先有一个协议叫异步串行通信协议，规定了一种接收和发送数据的数据格式，可以实现一位一位的发送，比如发一个字节数据，一个字节有8位，以某种速率一位一位的发送，这个速率(也叫波特率，比如921600，一秒收发921600位)根据不同的硬件，有不同的限制，比如232接口速度慢，485接口速度快，是根据他们硬件上的特性决定的。假如使用485接口，那就需要一个485芯片，该芯片一端接FPGA，另一端接串口转usb转换器，转换器再接上位机(笔记本什么的) 。硬件有了，还是需要根据异步串行通信协议来编写一个串口收发程序，网上也有，作为子模块，在顶层文件中例化。假如18B20通过1位总线每秒传一个16位的数据给FPGA，FPGA执行程序，接收这个数据(简化的说法，实际根据协议操作)，然后执行串口程序，数据通过串口发送给了上位机。这时候上位机可以通过串口助手读到这个16位，自己换算一下就得到温度值了。所有芯片都需要看芯片手册来使用。