发布时间 : 星期一 文章基于FPGA的病房环境监测系统-精品更新完毕开始阅读c6fbd3ab0b4c2e3f56276384
内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）
Verilog HDL有以下特点：
(1)支持从系统级到门级电路的描述，同时也支持多层次的混合描述；描述形式可以是结构描述，也可以是行为描述，或者二者兼而有之；
(2)既支持同步电路，也支持异步电路；支持传输延迟，也支持惯性延迟，可以更准确地建立复杂的电路硬件模型；
(3)支持过程与函数的概念，有助于设计者组织描述，对行为功能进一步分类。 1.2.2 EDA工具的选择及实现手段
在设计中，AD模块采用了Actel公司的analog模块IP(Intellectual Property)。该IP使用Verilog HDL语言进行设计描述，采用了全局同步设计的思想，具有良好的逻辑架构，可方便地进行功能模块的扩展及修改。
设计外围器件IP的选择主要根据系统的采集信号来进行选择，因此设计中主要设计了一下几种外围器件：键盘扫描及LED显示电路接口、LCD显示模块的驱动电路接口、两路AD以及两路温湿度、两路温度、串口发送模块。
设计中用到的EDA工具包括Actel的libreo IDE 8.4集成开发环境、Synplify公司的Synplify 9.6综合工具以及Actel的FlashPro的下载工具。 1.2.3 LabVIEW的特点
LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器(NI)公司研制开发的，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。与C和BASIC一样，LabVIEW也是通用的编程系统，有一个完成任何编程任务的庞大函数库。LabVIEW的函数库包括数据采集、GPIB、串口控制、数据分析、数据显示及数据存储等。LabVIEW也有传统的程序调试工具，如设置断点、以动画方式显示数据及其子程序(子VI)的结果、单步执行等。
虚拟仪器的主要特点有：
(1)可能采用了通用的硬件，各种仪器的差异主要是软件。
(2)可充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能，可以创造出功能更强的仪器。 (3)用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。
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1.3本章小结
本章对设计的目的和意义进行了简单的介绍，然后叙述了设计中要使用的Verilog HDL、EDA、LabVIEW。使用EDA工具中提供的一些IP核可以降低设计的难度、缩短设计周期，提高效率。
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第二章 测量原理
2.1温湿度以及光照度的相关知识
温度是表示物体冷热程度的物理量，温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的基本单位。目前国际上用得较多的温标有华氏温标(F)、摄氏温标(℃)、热力学温标(K)和国际实用温标。
湿度表示大气干燥程度的物理量。在一定的温度下在一定体积的空气里含有的水汽越少，则空气越干燥；水汽越多，则空气越潮湿。空气的干湿程度叫做“湿度”。在此意义下，常用绝对湿度、相对湿度、比较湿度、混合比、饱和差以及露点等物理量来表示；若表示在湿蒸汽中液态水分的重量占蒸汽总重量的百分比，则称之为蒸汽的湿度。通常我们所说的环境的湿度就是相对湿度。单位体积空气中所含水蒸汽的质量，称作空气的绝对湿度。相对湿度就是单位体积空气中实际所含水蒸汽的质量和同温度下饱和状态时所含水蒸汽的质量百分比。它一般定义为空气中水蒸汽的分压Ps与同温下饱和水蒸汽分压Pb之比。
光照度，即通常所说得勒克司度(lux)，表示被摄主体表面单位面积上受到的光通量。1勒克司相当于1流明/平方米，即被摄主体每平方米的面积上，受距离一米、发光强度为1烛光的光源，垂直照射的光通量。光照度可用照度计直接测量。光照度的单位是勒克斯，是英文lux的音译，也可写为lx。被光均匀照射的物体，在1平方米面积上得到的光通量是1流明时，它的照度是1勒克斯。
2.2温湿度、光照度的测量方法
2.2.1温度的测量方法
温度不能直接测定。它的测定是采用间接的手段，通过观察另一种物质一即所谓测温介质的物理特性变化的方法来确定。这种测量方法并没有给测介质温度的绝对值，而仅仅是它和测温介质原始温度相对的温度差，这个原始温度是制定温标时就被规定作为零度。为了测量时的方便，应尽可能的选择这样的物理特性，即它能随温度的改变而单值的变化，不受其它因素的影响，且比较易于精确测定
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适合这些要求的特性。如体积的膨胀、热电势的产生、电阻和辐射强度的变化等都被用作温度测量的基础，常用的测温仪表有各种温度计和温度传感器。例如，热膨胀是温度计、热电偶、辐射温度计、光高温计等。在温度测控系统中，除了高温、低温和测量精度高于0.1℃的高级测温技术外，常温范围的温度传感测量和控制技术相当成熟，可以直接选用，而且可选的测量方式也很多。 2.2.2湿度的测量方法
湿度测量技术中最准确的方法是绝对湿度测量的称重法，国际上普遍使用该法作为湿度基准其次是作为二级检定标准的阿斯曼通风干湿计。但是这两种方法都难以用于自动化测控系统的现场传感测量。工程技术中常采用绝对湿度、相对湿度和露点温度表示法和相应的测量技。
绝对湿度测量：也称为水分或微弱水分测量技术，测量的是空气体积中水分的直接含量，各种材料的含水量、电子器件封装、火力发电烟气、高压电器保护气体的测量等，所涉及的范围相当广泛。对应不同的工况环境、被测对象和性能价格比的要求，其测量方式种类也非常多。常用的有电容式、化学露点式，精度较高的有光学露点式和称重、红外、微波等测量方法。
相对湿度测量：空气的相对湿度所表达的是其中水气接近饱和的程度，是指力为P，温度为T时空气中水气的摩尔分数与相同条件下纯水表面的饱和水气的摩尔分数之比表示为%RH。 2.2.3光照度的测量方法
光敏电阻器的电阻值随入射光的强弱而改变；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。所以可以用它来检测光照度。光电二极管在反向电压作用下，把光信号转换成电信号，在没有光照时，反向电流极其微弱；有光照时，反向电流迅速增大到几十微安。光的强度越大，反向电流也越大。光的变化引起光电二极管电流变化，这就可以把光信号转换成电信号，光电流与光照度之间呈较好的线性关系。硅光电池是一个大面积的光电二极管，它可把入射到它表面的光能转化为电能。它的结构很简单，核心部分是一个大面积的PN结，把一只透明玻璃外壳的点接触型二极管与一块微安表接成闭合回路，当二极管的管芯(PN结)受到光照时，回路里有电流。
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