基于SOPC与LabVIEW的温湿度监测系统研究与设计

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:Jul-83
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随着嵌入式技术的发展,基于SOPC的数字系统设计方案逐渐被大多数EDA爱好者和科研人员所采用。传统的温湿度监测方法存在精度低、成本高和抗干扰性差等缺点,已经逐渐被新型高效率的设计方案所取代,基于此背景进行了基于SOPC与LabVIEW的温湿度监测系统研究与设计。SOPC作为一种特殊的嵌入式系统解决方案,是在FPGA基础上集成了硬核或软核CPU,有效的继承了FPGA灵活、高效的性能优势,由于SOPC兼有SOC和FPGA的优点,具有硬件和软件可编程、可裁减、可升级等功能,是软硬件协同设计技术,因此为广大嵌入式设计人员提供了一种方便快捷的设计思路。Lab VIEW作为一种图形化编程语言,区别于文本编辑方式,使得编程过程图形化、简易化、直观化。本文研究的重点分为硬件设计和软件设计两部分。系统的硬件部分包括FPGA硬件模块和NiosⅡ系统模块的设计,软件设计部分包括系统下位机软件代码、串口通信程序和上位机LabVIEW程序的设计。其中FPGA硬件设计采用Cyclone系列芯片EP1C6T144C8N,温湿度传感器采用体积小、功耗低的DHT11数字化温湿度传感器。NiosⅡ系统的定制是基于Qsys完成的,包括NiosⅡCPU、JTAG UART调试接口、UART(RS232)串口、OnChip-Memory、GPIO接口和其他相关外设的定制。软件部分以设计上位机界面为重点,本文通过虚拟仪器软件设计出温湿度监测系统的人机交互界面,界面内容包括温湿度显示波形图表、串口通信控件、温度计和仪器仪表显示控件、实时温湿度数值显示控件以及温湿度报警控件等。基于SOPC与LabVIEW的温湿度监测系统结合了SOPC技术的灵活性和LabVIEW简易编程的特点,设计过程中采用模块化设计方案,大大提高了系统设计效率,有利于系统的维护和升级。本文研究和设计的温湿度监测系统最后经过现场测试,能够稳定运行且能够将误差降到最低。
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