一、设计要求

1、使用FPGA完成PM2.5传感器的驱动；

2、使用FPGA完成温湿度传感器的驱动；

3、获取PM2.5的数据以及温湿度传感器的数据，在液晶1602上完成实时的显示；

二、硬件描述

1、FPGA使用带有普通IO的开发板，本次设计开发板如下图所示。开发板能够输出5V供电，便于给传感器供电；能够有专门的液晶接口；鉴于囊中羞涩，在这儿我是用的液晶是LCD1602液晶显示模块。

2、PM2.5传感器采用的是ZPH02 粉尘传感器，实物图如下，某宝就能够买到。该传感器的采用uart串口协议就能够驱动，电平TTL。大家在使用开发板进行开发时，一定要确定FPGA的IO电平属性。

3、温湿度传感器使用的是DL10-MTTL-V05-S1使，实物图如下，数据传输协议为uart协议，电平TTL。选择传感器的时候要结合开发板的引出的IO管脚电平进行选择。

4、液晶模块使用lcd1602带字库的液晶模块，实物图如下，

三、FPGA结构设计

1、顶层设计如下：

2、内部架构如下：

主要包含三个模块，lcd1602显示模块，PM2.5驱动模块，温湿度传感器驱动模块；

四、FPGA程序设计

1、PM2.5模块设计

1、根据PM2.5传感器的数据传输协议，以及工作原理可知，FPGA只需要通过串口进行传感器的数据接收即可，不需要发送制定的指令给PM2.5传感器，因为传感器会间隔1秒主动发送一帧数据信息出来，FPGA只需要接收即可，波特率默认9600，很简单的传感器哈。

2、FPGA接收数据的处理部分代码如下，由通讯命令格式，将接收到的数据取第3、4个字节即可，

2、温湿度传感器设计

1、温湿度传感器默认参数如下，

温湿度数据获取命令如下图，

2、FPGA指令发送实现部分，如下图，

3、FPGA数据接受处理部分，如下图，第3、4字节为温度值，第5、6字节为湿度值。

在显示的时候将数据划分开。

3、LCD1602驱动显示

1、LCD1602这个液晶很常用，在这儿就不详细说明了，有疑问请参见下方源码。

五、功能展示

1、下图液晶显示PM2.5的值为0.5%，室温25.6℃，湿度68.2%。

使用打火机靠近，温度有提升至30.6℃。

六、总结

该系统较为基础，需要注意的地方有如下几点：

1、uart波特率的匹配；

2、传感器的电平属性一定要和FPGA开发板的IO匹配，选型期间一定要注意。

七、附录

工程源码链接如下，

https://download.csdn.net/download/FDL_AQ/85291940https://download.csdn.net/download/FDL_AQ/85291940

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