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前言

实时监测车内温湿度数据（DTH11温湿度模块）----实时控制风扇驱动速度（结合温湿度进行控制）-----检测车内是否有人（人体感应模块）------数据显示（数码管模块或者LCD模块）----
当车锁住后，检测车内是否有人----如果有人----蜂鸣器响----LED灯亮------将车内数据通过蓝牙发送到手机上，手机可以通过蓝牙开车锁 app没有 有小程序或者蓝牙app

模块：

一、芯片手册阅读

都属于非常常见的通信协议了，不在进行手册展示了。
其中温湿度模块：单总线通信
蓝牙模块：串口通信
人体感应模块：读取高低电平
数码管模块：译码

二、代码分析

都比较常见了，也不再做仿真了，直接写代码上板，有问题逻辑分析仪进行抓取波形

1.温湿度驱动

参考野火的例程进行修改的，原代码有问题，两次采样间隔太短，造成数据读取卡壳，总需要复位。

`timescale  1ns/1ns
module  dht11_ctrl
(input   wire        sys_clk     ,   //系统时钟，频率50MHzinput   wire        sys_rst_n   ,   //复位信号，低电平有效inout   wire        dht11       ,   //控制总线output  reg [15:0]  temp_out    ,   //输出显示的数据output  reg [15:0]  humi_out    ,   //输出显示的数据output  reg         sign            //输出符号位，高电平显示负号);//********************************************************************//
//****************** Parameter and Internal Signal *******************//
//********************************************************************////parameter define
parameter   S_WAIT_1S  = 3'd1   ,   //上电等待1s状态S_LOW_18MS = 3'd2   ,   //主机拉低18ms，发送开始信号状态S_DLY1     = 3'd3   ,   //等待20-40us状态S_REPLY    = 3'd4   ,   //DHT11响应80us状态S_DLY2     = 3'd5   ,   //拉高等待80us状态S_RD_DATA  = 3'd6   ;   //接收数据状态parameter   T_1S_DATA    = 999999 ; //1s时间计数值
parameter   T_18MS_DATA  = 17999  ; //18ms时间计数值//reg define
reg         clk_1us     ;   //1us时钟，用于驱动整个模块
reg [4:0]   cnt         ;   //时钟分频计数器
reg [2:0]   state       ;   //状态机状态
reg [20:0]  cnt_us      ;   //us计数器
reg         dht11_out   ;   //总线输出数据
reg         dht11_en    ;   //总线输出使能信号
reg [5:0]   bit_cnt     ;   //字节计数器
reg [39:0]  data_tmp    ;   //读出数据寄存器
reg         data_flag   ;   //数据切换标志信号
reg         dht11_d1    ;   //总线信号打一拍
reg         dht11_d2    ;   //总线信号打两拍
reg [31:0]  data        ;   //除校验位数据
reg [6:0]   cnt_low     ;   //低电平计数器//wire  define
wire            dht11_fall; //总线下降沿
wire            dht11_rise; //总线上升沿//********************************************************************//
//***************************** Main Code ****************************//
//********************************************************************////当使能信号为1是总线的值为DATA_out的值，为0时值为高阻态
assign  dht11  =   (dht11_en == 1 ) ? dht11_out : 1'bz;//检测总线信号的上升沿下降沿
assign  dht11_rise =   (~dht11_d2) & (dht11_d1)    ;
assign  dht11_fall =   (dht11_d2)  & (~dht11_d1)   ;//对dht11信号打拍
always@(posedge clk_1us or  negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)begindht11_d1  <=  1'b0 ;dht11_d2  <=  1'b0 ;endelsebegindht11_d1  <=  dht11    ;dht11_d2  <=  dht11_d1 ;end//cnt:分频计数器
always@(posedge sys_clk or  negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)cnt <=  5'b0;else    if(cnt == 5'd24)cnt <=  5'b0;elsecnt <=  cnt + 1'b1;//clk_1us：产生单位时钟为1us的时钟
always@(posedge sys_clk or  negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)clk_1us <=  1'b0;else    if(cnt == 5'd24)clk_1us <=  ~clk_1us;elseclk_1us <=  clk_1us;//bit_cnt：读出数据bit位数计数器
always@(posedge clk_1us or  negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)bit_cnt <=  6'b0;else    if(bit_cnt == 40 )bit_cnt <=  6'b0;else    if(dht11_fall == 1'b1 && state == S_RD_DATA)bit_cnt <=  bit_cnt + 1'b1;//状态机状态跳转
always@(posedge clk_1us or  negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)state   <=  S_WAIT_1S   ;elsecase(state)S_WAIT_1S:if(cnt_us == T_1S_DATA) //上电1s后跳入起始状态state   <=  S_LOW_18MS  ;elsestate   <=  S_WAIT_1S   ;S_LOW_18MS:if(cnt_us == T_18MS_DATA)state   <=  S_DLY1     ;elsestate   <=  S_LOW_18MS  ;S_DLY1:if(cnt_us == 10)    //等待10us后进入下一状态state   <=  S_REPLY     ;elsestate   <=  S_DLY1     ;S_REPLY:  //上升沿到来且低电平保持时间大于70us，则跳转到下一状态if(dht11_rise == 1'b1 && cnt_low >= 70)state   <=  S_DLY2     ;//若1ms后，dht11还没响应，则回去继续发送起始信号else    if(cnt_us >= 1000)state   <=  S_LOW_18MS ;elsestate   <=  S_REPLY    ;S_DLY2: //下降沿到来且计数器值大于70us，则跳转到下一状态if(dht11_fall == 1'b1 && cnt_us >= 70)state   <=  S_RD_DATA   ;elsestate       <=  S_DLY2  ;S_RD_DATA:  //读完数据后，回到起始状态if(bit_cnt == 40 )state   <=  S_WAIT_1S  ;elsestate   <=  S_RD_DATA   ;default:state   <=  S_WAIT_1S   ;endcase//各状态下的计数器赋值
//cnt_us:每到一个新的状态就让该计数器重新计数
always@(posedge clk_1us or  negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)begincnt_low <=  7'd0      ;cnt_us   <=  21'd0    ;endelsecase(state)S_WAIT_1S:if(cnt_us == T_1S_DATA) cnt_us   <=  21'd0  ;elsecnt_us   <=  cnt_us + 1'b1;S_LOW_18MS:if(cnt_us == T_18MS_DATA)cnt_us   <=  21'd0  ;elsecnt_us   <=  cnt_us + 1'b1;S_DLY1:if(cnt_us == 10)cnt_us   <=  21'd0  ;elsecnt_us   <=  cnt_us + 1'b1;S_REPLY:if(dht11_rise == 1'b1 && cnt_low >= 70)begincnt_low <=  7'd0    ;cnt_us   <=  21'd0  ;end//当dht11发送低电平回应时，计算其低电平的持续时间else    if(dht11 == 1'b0)begincnt_low  <=  cnt_low + 1'b1 ;cnt_us   <=  cnt_us + 1'b1  ;end//若1ms后，dht11还没响应，则回去继续发送起始信号else    if(cnt_us >= 1000)begincnt_low <=  7'd0   ;cnt_us  <=  21'd0  ;endelsebegincnt_low <=  cnt_low        ;cnt_us  <=  cnt_us + 1'b1  ;endS_DLY2:if(dht11_fall == 1'b1 && cnt_us >= 70)cnt_us   <=  21'd0  ;elsecnt_us   <=  cnt_us + 1'b1;S_RD_DATA:if(dht11_fall == 1'b1 || dht11_rise == 1'b1)cnt_us   <=  21'd0  ;elsecnt_us   <=  cnt_us + 1'b1;default:begincnt_low  <=  7'd0   ;cnt_us   <=  21'd0  ;endendcase//各状态下的单总线赋值
always@(posedge clk_1us or  negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)begindht11_out <=  1'b0    ;dht11_en  <=  1'b0    ;endelsecase(state)S_WAIT_1S:begindht11_out    <=  1'b0    ;dht11_en     <=  1'b0    ;endS_LOW_18MS: //拉低总线18msbegindht11_out    <=  1'b0    ;dht11_en     <=  1'b1    ;end//后面状态释放总线即可，由DHT11操控总线S_DLY1:begindht11_out    <=  1'b0    ;dht11_en     <=  1'b0    ;endS_REPLY:begindht11_out    <=  1'b0    ;dht11_en     <=  1'b0    ;endS_DLY2:begindht11_out    <=  1'b0    ;dht11_en     <=  1'b0    ;endS_RD_DATA:begindht11_out    <=  1'b0    ;dht11_en     <=  1'b0    ;enddefault:;endcase//data_tmp:将读出的数据寄存在data_tmp中
always@(posedge clk_1us or  negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)data_tmp    <=  40'b0;else    if(state == S_RD_DATA && dht11_fall == 1'b1 && cnt_us<=50)data_tmp[39-bit_cnt]   <=  1'b0;else    if(state == S_RD_DATA && dht11_fall == 1'b1 && cnt_us>50)data_tmp[39-bit_cnt]   <=  1'b1;elsedata_tmp    <=  data_tmp;//data_out:输出数据显示，按一次按键切换一次数据
always@(posedge clk_1us or  negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)data    <=  32'b0;else    if(data_tmp[7:0] == data_tmp[39:32] + data_tmp[31:24] +data_tmp[23:16] + data_tmp[15:8])data    <=  data_tmp[39:8];   //若检验位正确，则数据值有效elsedata    <=  data;//temp_out:对数码管显示的湿度和温度进行赋值
always@(posedge clk_1us or  negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)temp_out    <=  16'b0;else  //温度低四位显示温度小数数据temp_out    <=  data[15:8] * 10 + data[3:0];always@(posedge clk_1us or  negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)humi_out    <=  16'b0;else   humi_out    <=  data[31:24] * 10; //湿度小数位为0//sign:符号位的显示
always@(posedge clk_1us or  negedge sys_rst_n)if(sys_rst_n == 1'b0)sign    <=  1'b0;else    if(data[7] == 1'b1 && data_flag == 1'b1)//当温度低八位最高位为1时，显示负号sign    <=  1'b1;elsesign    <=  1'b0;endmodule

2.转速等级设置模块

//
// Company: 
// Engineer: 
// 
// Create Date: 2025/04/25 11:16:23
// Design Name: 
// Module Name: level_monitor
// Project Name: 
// Target Devices: 
// Tool Versions: 
// Description: 
// 
// Dependencies: 
// 
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
// 
//module level_monitor(input           clk,input           rst_n,input    [15:0]  temp_data,input    [15:0]  humi_data,output    reg [2:0]      fire_level);always @(posedge clk or negedge rst_n) beginif(!rst_n) beginfire_level <= 3'd3;endelse if( humi_data>15'd500)beginfire_level <= 3'd3;endelse if( humi_data>=15'd400 && humi_data<=15'd500)beginfire_level <= 3'd5;endelse if( humi_data<15'd400)beginfire_level <= 3'd7;endendendmodule

3.电机转速控制模块

`timescale 1ns / 1ps
//
// Company: 
// Engineer: 
// 
// Create Date: 2025/04/13 14:38:54
// Design Name: 
// Module Name: motor_control
// Project Name: 
// Target Devices: 
// Tool Versions: 
// Description: 
// 
// Dependencies: 
// 
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
// 
//module motor_control(input                     sys_clk  ,  input                     rst_n,   //signal  input	        [2:0]      fire_level,output       reg          Pwm_out);parameter cnt20_ms=24'd1000000;parameter cnt5_ms=24'd250000;parameter cnt10_ms=24'd500000;parameter cnt15_ms=24'd750000;parameter IDLE=4'd0;parameter OUT=4'd1;parameter OPEN=4'd2;reg [3:0] state;reg [23:0] cnt_max;reg [23:0] cnt_out;reg [3:0] cnt_change;always @(*)begincase(fire_level)3:cnt_max=cnt5_ms;5:cnt_max=cnt10_ms;7:cnt_max=cnt15_ms;default:cnt_max=cnt5_ms;endcaseendalways @(posedge sys_clk or negedge rst_n)beginif(!rst_n)beginstate<=IDLE;Pwm_out<=1'b0;cnt_out<=24'd0;endelse begincase(state)IDLE:beginstate<=OUT;endOUT:beginstate<=OUT;if(cnt_out<cnt_max)beginPwm_out<=1'b1;cnt_out<=cnt_out+1;endelse if(cnt_out>=cnt_max && cnt_out<cnt20_ms)beginPwm_out<=1'b0;cnt_out<=cnt_out+1;endelse begincnt_out<=24'd0;endenddefault:state<=IDLE;endcaseendendendmodule

总结

视频演示

基于FPGA的车内婴儿安全监测系统设计（风扇模块、温湿度、蓝牙模块、人体感应检测模块）