单片机与cpld综合课程设计

《单片机与cpld综合课程设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、单片机与CPLD综合课程设计学院电子信息工程学院专业生物医学工程学号100421101姓名陈俊日期2014年1月4日摘要基于单片机与CPLD设计了一个键值采集、显示及与PC通信的综合应用系统。系统硬件由单片机、CPLD及外围电路组成，软件采用C语言和硬件描述语言VHDL编程。可实现上行键值采集、显示，并将采集到的键值数据通过串口送给PC；下行PC发送数据由系统接收，数码管可以显示接收到的数据。该系统工作可靠，在实际设计应用中有一定的参考价值。引言随着电子、计算机技术的飞速发展，单片机与CPLD技术都得到了越来越广泛的应用。单片微型计算机(

2、单片机)自问世以来，因其小巧灵活、成本低、控制能力强、易于产品化等优势，在各领域中得到广泛的应用；但纯单片机系统也有弱点：如低速、低可靠性等。可编程逻辑器件CPLD含有数量众多的可编程逻辑宏单元或逻辑块，能够任意组合，可以根据需要设计成功能各异的逻辑电路；并且可采用VHDL语言编程，加速了产品的开发过程，使逻辑电路的设计变得简单、易于实现；器件的现场可编程，大大地缩短了产品开发周期及方便更新换代；但在信息处理、逻辑分析、决策判断等方面CPLD比不上单片机。因此，可以将单片机与CPLD器件结合，优势互补，组成软硬件都可灵活编程的系统，以适应

3、不断改变的市场需求。一、设计任务了解单片机与CPLD综合实验板及资源，实现如下功能：①检测按键输入：判断按键键值，点亮相应发光二极管，同时数码管显示键值，并通过串口将键值发给PC。②由PC的串口向实验板发送1~9数据，通过数码管能将PC发送的数据正确显示出来。二、相关知识介绍1.单片机技术P89C60X2器件采用高性能的静态80C51设计，以先进的CMOS工艺制造并包含非易失性Flash。程序存储器可通过并行编程或在系统编程(ISP)的方法进行编程。支持6时钟模式。P89C60X2包含512字节RAM，64K字节Flash，32个I/O口

4、，3个16位定时/计数器6中断源，4中断优先级，嵌套的中断结构，1个增强型UART，看门狗定时器以及片内振荡器和时钟电路。此外器件的静态设计使其具有非常宽的频率范围甚至可低至零。具有两个软件可选的节电模式，空闲模式和掉电模式，空闲模式冻结CPU的运行，但允许RAM、定时器、串口和中断系统继续保持其功能，掉电模式保持RAM的内容，但冻结振荡器，这样使其它片内功能都停止工作。由于是静态设计，时钟停止而不会使用户数据丢失，操作可从时钟停止点恢复运行。2.CPLD技术EPM7128S：ALTERA的EPM7128S系列CPLD是基于第二代MAX结

5、构体系地高性能EEPROM结构的CPLD。完全符合IEEE1149.1JTAG边界扫描标准，具有5VISP的功能。具有最小5ns的引脚到引脚的逻辑时延，最高可175.4MHz的计数频率。引脚可配置为开漏输出。每个宏单元都有独立的可编程电源控制，最多可以节省50%的功耗。宏单元内的寄存器具有单独的时钟和复位等信号。支持多种电压接口。实验板上使用的是一个PLCC84封装的EPM7128S，EPM7128S内部有128个宏单元、8个逻辑阵列块和2500个门电路。3.综合实验板介绍本综合实验板采用的是ATMEL公司的ATF1508AS芯片作为目标

6、CPLD。ATF1508AS与Altera公司的EPM7128S芯片完全兼容，但是可以擦写的次数可以上万次，方便同学们的练习。采用PHILIPS公司的最新的内置ISP下载功能的64KB大容量Flash存储器和特大RAM的P89C60X2单片机做为目标单片机。三、设计工具简介1.keilC51KeilC51是美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。KeilC51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具。C51工具包的

7、整体结构，如图所示，其中uVision与Ishell分别是C51forWindows和forDos的集成开发环境(IDE)，可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。开发人员可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件。然后分别由C51及A51编译器编译生成目标文件(.OBJ)。目标文件可由LIB51创建生成库文件，也可以与库文件一起经L51连接定位生成绝对目标文件(.ABS)。ABS文件由OH51转换成标准的Hex文件，以供调试器dScope51或tScope51使用进行源代码级调试，也可由仿真器使用直接对目标板进行调试，也可

8、以直接写入程序存贮器如EPROM中。2.MaxplusIIMax+plusⅡ是Altera公司上一代的PLD开发软件，提供的FPGA/CPLD开发集成环境，Altera是世界上最大可编程逻辑器