4FPGA與DS18B20的通信

4.1DS18B20的操作模塊

FPGA需要完成DS18B20的初始化、讀取DS18B20的48位ID號、啟動DS18B20溫度轉換、讀取溫度轉化結果。讀取48位ID號和讀取溫度轉換結果過程中，FPGA還要實現(xiàn)CRC校驗碼的計算，保證通信數(shù)據(jù)的可靠性。
以上操作反復進行，可以用狀態(tài)機來實現(xiàn)。狀態(tài)機的各種狀態(tài)如下：

　RESET1：對DS18B20進行第一次復位，然后進入DELAY狀態(tài)，等待800μs后，進入CMD33狀態(tài)。
CMD33：對DS18B20發(fā)出0×33命令，讀取48位ID值。
GET_ID：從DS18B20中讀取48位ID值。
RESET2：對DS18B20進行第二次復位，然后進入DELAY狀態(tài)等待800μs后，進入CMDCC狀態(tài)。
CMDCC：向DS18B20發(fā)出忽略ROM命令，為進入下一狀態(tài)作準備。
CMD44：向DS18B20發(fā)出啟動溫度轉換命令，然后進入DELAY狀態(tài)等待900ms后進入下一狀態(tài)。
RESET3：對DS18B20進行第三次復位。
CMDCC2：
向DS18B20發(fā)出忽略ROM命令，為了進入下一狀態(tài)作準備。
GET_TEMP：從DS18B20中讀取溫度測量數(shù)值。
DELAY：等待狀態(tài)。
WRITE_BIT：向DS18B20中寫入數(shù)據(jù)位狀態(tài)。
READ_BIT：從DS18B20中讀取數(shù)據(jù)位狀態(tài)。在該狀態(tài)中每讀取1位數(shù)據(jù)，同時完成該數(shù)據(jù)位的CRC校驗計算。所有數(shù)據(jù)都讀取后，還要讀取8位CRC校驗位。這8位校驗位也經(jīng)過CRC校驗計算，如果通信沒有錯誤，總的CRC校驗結果應該是0。這時可將通信正確的數(shù)據(jù)保存到id和temp_data寄存器中。

設計中采用Verilog語言建立DS18B20操作模塊”DS18B20_PROC”。在該模塊中實現(xiàn)以上的狀態(tài)機功能。該模塊的定義為module　DS18B20?PROC(sysclk，reset，dq_pim，id，temp_data，dq_ctl)。

從仿真波形可以看出，系統(tǒng)上電后的10ms左右，F(xiàn)PGA可以讀出DS18B20的48位ID值，這樣，主CPU在系統(tǒng)復位后很短的時間內(nèi)就可以讀取ID值，進行相應的處理。