单片机与CPLD综合设计ppt课件.ppt

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1、单片机与CPLD综合课程设计时间：2013.12.30～2014.1.10地点：教5-406班级：100419～100423电信学院信通系综合课程设计设计的目的与意义单片机与CPLD的综合应用技术是一门实践性非常强的学科，同学们除了不断地学习之外，唯一的办法就是：实践！实践！再实践！我们的目标在必要的理论学习的基础上，通过本次设计，使大家快速掌握单片机与CPLD系统的开发设计原理、开发方式和开发过程。一、前言随着电子技术的飞速发展，单片机和CPLD技术都得到了越来越广泛的应用。单片机和CPLD已经成为大学生和工程技术人员必备的专业知识，但是在

2、我国当前的普遍应用中，单纯的使用单片机或者CPLD都存在着缺点，怎样才能有效的把单片机和CPLD在实际中结合使用起来？发挥各自的优势？单片机与CPLD优缺点比较－纯单片机系统：优点①大量的外围芯片和接口电路使得单片机应用系统的设计变得简单而且快捷，新型单片机的上市和高级语言的支持（如C51）进一步延长了单片机的寿命。②长期稳定的发展和使单片机性价比非常高，而且积累了大量的资料并拥有了大量的工程技术人员。这一点是CPLD目前难以达到的。纯单片机系统：缺点但是，单片机的缺点也有目共睹：①低速。即使是高速度单片机也只能工作在μs级，这是由单片机串

3、行工作的特点所决定的。②低可靠性。虽然目前有很多器件与设计在一定程序上解决了部分问题，如看门狗的广泛应用，但在某些情况下瞬间的复位也会造成严重后果。单片机与CPLD优缺点比较－纯CPLD设计的系统当前流行的CPLD，不但克服了单片机的缺点，而且由于可采用VHDL语言编程，进一步打破了软硬件工程师的界限，加速了产品的开发过程，使纯数字电路的设计变得简单。人们甚至在讨论用C作为下一代硬件描述语言。原因………由于历史的原因，我国的电子设计人员大部分应用的是MCS51系列单片机，而且原有的程序更使人不愿改动。单片机价格低廉，而PLD如果增加单片机内核

4、的话，至少在目前形势下价格会比较昂贵。所以，由于单片机和PLD的互补性，利用单片机加PLD的结构至少在近期内将一种较好的选择。二、硬件概述本综合实验板采用的是ATMEL公司的ATF1508AS芯片作为目标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。该系统原理结构框图如下所示。系统设备＝硬件实验平台+软件实验平台硬件实验平台计算机单片

5、机与CPLD综合实验板软件实验平台KeilC51编程与开发、调试软件；ZLGICD在线编程下载软件；Altera开发软件MaxplusII；ATMEL下载软件ATMELISP.EXE；ATMEL文件转换软件Pof2jed.exe；具体应用方案具体应用方案单片机软件设计过程具体应用方案CPLD软件设计过程实验板主要元器件lATMEL公司的芯片ATF1508AS(2500可用门、68个I/O引脚、8个逻辑阵列块、128个宏单元)。l4位7段共阳LED数码管，由ATF1508AS直接驱动。l蜂鸣器一只。l4MHz晶体振荡器和32.768KHz两个时

6、钟信号源。l按键开关8个。l编程插座：ISP编程输入插座。l串行口2个。lLED逻辑状态指示管8只。lLCD液晶显示1只l8位单片机1个（P89C60X2）l8位单片机晶振1个11.0592MHZLCD接口单片机晶振复位键跳线接口CPLD下载口电源接口指示灯电平转换芯片MAX202串口2单片机P89C60X2按键串口1跳线接口4位数码管蜂鸣器LED管时钟晶振时钟芯片PCF8563存储器24C04CPLD晶振CPLDATF1508AS三、实验板功能简介RS232串口扩展了2个RS232接口，分别连接到单片机和CPLD。RS232B（串口1）可以

7、通过跳线连接到CPLD，可以用CPLD设计一个UART与PC机进行通信；或者通过跳线连接到单片机上，与单片机进行串行通信。RS232A（串口2）连接到单片机，用来与单片机进行RS232通信；或者给单片机下载程序使用。串行通信跳线接口示意图按键综合设计实验板上有8个按键。KEY1～KEY8是连接到通用I/O口，作为CPLD实验的输入。LED显示L1～L8分别通过跳线连接到CPLD接口的8个静态输出的LED。数码管显示4个数码管采用的是动态扫描的方式，通过跳线连接到CPLD。可用CPLD来进行动态扫描输出，和静态的LED显示。蜂鸣器综合设计实验板

8、上的蜂鸣器是一个无源的蜂鸣器，必须加载一个频率才可以发声。可以通过改变输出的频率来产生不同的音乐。四、硬件电路原理分析－时钟电路本实验板共使用了3种不同的时钟源。