sht11自定义IP核的开发 - 基于Avalon总线SHT11温湿度传感器自定义IP核的开发流程

　　2　SHT11自定义IP核的开发

　　2.1　SHT11温湿度传感器

　　SHT11是瑞士Sensirion公司推出的SHTxx系列数字温湿度传感器。它是基于先进的CMOSens数字传感技术，具有极高的可靠性和长期稳定性。全量程标定，两线数字接口，大大缩短研发时间，简化外围电路并降低费用。此外，具有体积小、响应迅速、能耗低、可浸没、抗干扰能力强、温湿一体的特点，兼有露点测量，性价比高，使该产品能够适于多种场合的应用。SHT11的高级功能是通过状态寄存器来实现的[3]。

　　图1为系统结构图。由图可知，系统主要分为接口模块和行为模块，行为模块实现芯片的驱动逻辑功能，接口模块通过内部总线和Avalon总线相连，实现了对行为模块的控制。利用SOPC Builder建立系统，通过数据线和时钟线来控制SHT11。其中要加上10 kΩ的上拉电阻。

　　

　　图1　系统结构图

　　采用自定义IP核的方式，也就是把SHT11看成外部存储器或者是I/O设备，将其作为从设备连接到Nios II嵌入式处理器的Avalon总线上，系统用访问I/O设备或者是读写寄存器的方式对其进行控制。所以，编写自定义IP核的时候，根据实体SHT11的时序要求，编写驱动、接口等，灵活地控制并实现复杂的时序。其中可以按照自己的需求灵活地定义状态、标志位、控制位等。设计完成后，独立添加到SOPC Builder，用户可以直接使用。该方法比单纯利用PIO内核更加节省处理器的开销，充分发挥了处理器的能力[4?6]。

　　2.2　接口模块的设计

　　根据SHT11的描述，确定该模块与Avalon所需要的接口信号。通过使用较少的信号来处理读写。系统通过时钟线、数据线和SHT11相连，根据时钟的时序向数据线写命令，SHT11通过数据线输出数据。设计模块的输入信号为：clk，sysclk, n_rest， data_i，data_o，wr，rd, addr。输出信号为：SCK,DATA(DATA是双向数据线)。端口信号的部分说明如下：

　　moduleSHT11(

　　clk,//系统时钟

　　n_rest,//系统复位

　　data_i,//Avalon写数据总线

　　data_o,//Avalon读数据总线

　　wr,//Avalon写请求

　　rd,//Avalon读请求

　　sysclk,//系统时钟

　　addr，//Avalon地址总线

　　SCK,//时钟线输出

　　DATA,//数据输入输出(双向)

　　);