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1、内蒙古科技大学毕业设计说明书(毕业论文)题 目：基于FPGA的热电偶温度巡检仪的设计IV毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学
2、校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位
3、论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对
4、论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺
5、序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它基于FPGA的热电偶温度巡检仪的设计摘要随着现代控制技术的发展，在工业控制领域需要对现场数据进行实时采集、控制，例如在发电厂、钢铁厂、化工领域的生产中都需要对大量数据进行现场采集，而温度采集又是其中极为重要的部分。本课题针对温度检测仪的技术要求，设计了一种4路热电偶温度检测仪。该仪表可以检测4个测试点的温度，可广泛应用于工业生产和人们日常生活中。该装置不仅具有精度高、功耗低的优点，还可以及时显示，操作使用方便。总体设计采用两种方案。方案一：热电偶在经过多路的选择之后, 经冷端补偿和放大处理，进入A/D
6、转换器，经过FPGA芯片处理并在LED上显示；方案二：热电偶输出信号直接经集成芯片MAX6675处理，再经过FPGA芯片在LED上显示。软件则分别在MUX-PLUS和Quartus环境下用VHDL语言实现。关键词：热电偶；温度巡检仪；FPGA； FPGA-based thermocouple temperature data logging devices designAbstractWith the development of science and technology，The field of industrial control needs for real-time field d
7、ata acquisition and control, for example, power plants, iron and steel plant, chemical industry production of large amounts of data, they also need to conduct on-site collection, and the temperature acquisition is an extremely important part of them.The topics needs the temperature of the technical
8、requirements，I design a 4-way Thermocouple Temperature Detector. The instrument can detect the four test points temperature，Can be widely used in industrial production and peoples daily life. The device not only has high accuracy and the advantages of low power consumption, but also shows in time th
9、at the operation is easy to use. I use two types of programs to achieve. The first program: first of all, thermocouple is selected by multi-channel selector, then the signal is passed by cold junction compensation and amplification processing, then it passed in A / D conversion, After it be processe
10、d by FPGA chip and displayed in the LED, finally. The second program: the signal, outputted by thermocouple, directly be passed into the MAX6675 IC，and processed by FPGA chip and displayed in the LED. The software function is in the MUX-PLUS and Quartus environment with VHDL language.Key words: Ther
11、mocouple; temperature data logging devices; FPGA;目 录摘要IAbstractII第一章 引 言11.1 研究背景11.2 温度巡检仪发展概况11.3 研究意义1第二章 EDA技术介绍32.1 电子设计自动化（EDA）技术概述32.1.1 电子设计自动化（EDA）技术32.1.2 可编程逻辑门陈列（FPGA）42.2 EDA设计流程52.2.1 设计输入62.2.2 综合62.2.3 适配72.2.4 时序仿真72.2.5 编程下载72.2.6 硬件测试82.3 VHDL硬件描述语言介绍8第三章 温度巡检仪总体方案设计93.1 基于单片机的温度巡
12、检仪93.2 基于虚拟仪器的温度巡检仪103.3 总体方案选择与设计11第四章 总体设计方案介绍134.1 基于LPM_ROM的热电偶温度巡检仪的设计134.1.1 系统硬件设计134.1.2 系统软件设计194.2 基于MAX6675的热电偶温度巡检仪设计314.2.1 系统硬件设计314.2.2 系统软件设计35第六章 总结38参考文献39附录A40附录B41附录C42附录D43致谢44第一章 引 言1.1 研究背景随着现代科学技术的发展，在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加
13、工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。在工业领域极端恶劣工作环境下，温度的测量常伴有巨大的撞击力或高温气体的高速流动，其共同特点是温度高且是瞬态变化的，响应时间可达ms甚至ps级，测量技术难度大.目前，常用的温度采集系统绝大部分是由集成温度传感器和单片机构成的，这种方案有一定的局限性，因此采用效率和自动化水平更高的新的测量手段，是温度测控系统的发展趋势。1.2 温度巡检仪发展概况在温度巡检仪没有普及运用之前，温度计测温被运用在大多数温度测量场合。由于其本身的结构和功能所限，它只能对一些要求精度不高的地方进行较粗略检测，从而需要严格控温的场合则没有
14、办法检测，最终影响到生产的效率及效益。随着科学技术的发展，出现了能够对多点温度进行巡回定点检测并显示的温度巡检仪。温度巡检系统不仅要进行数据的自动采集处理与实时控制，而且要考虑数据的分析与管理。系统对大量有关联数据的存储，目的是为让用户方便地访问和使用数据资源，将采集到的实时数据和历史数据完整、系统地管理起来。在确保数据的安全性、完整性的同时，管理者直接面对生产现场，并根据现场的实际作业信息及时发出指令，进行全局统筹调度与协调。1.3 研究意义温度巡检仪的出现和发展顺应了时代和工业发展的趋势。它是由温度传感器和显示、记录仪表构成。其测温原理是：多个传感器的输出电参数随温度的变化而变化，输出并变换成统一规格的电信号，由多路自动开关逐路选通，以采样、量化、编码和必要的辅助运算方法将模拟量转换成数字量。再经数字电路或微处理器及外围电路处理后输出驱动显示和记录机构，周期性地采集被测信号。第二章 EDA技术介绍2.1 电子设计自动化（EDA）技术概述2.1.1 电子设计自动化（EDA）技术EDA是电子设计自动化(Electronic De-sign Automation)的英文缩写，是20世纪90年代初从CAD(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)、CAT(计算机辅助测试)和CAE(计算机辅助工程)的概念发展而来的。EDA技术就是以计算机为工具，在E
