CPLD為控制核心16位高精度數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)
3. 2 碼制變換模塊DATA_CONVERSION
在此碼制變換模塊DATA_CONVERSION中主要實(shí)現(xiàn)的功能是將AD采樣送來的16位的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為可被LED/LCD識(shí)別的七段LED顯示碼或字符型LCD碼。在本系統(tǒng)中此模塊包含了這兩種轉(zhuǎn)換功能以適應(yīng)顯示端不同的配置。為了達(dá)到這一目的,首先要將16位二進(jìn)制碼變換為BCD碼,然后再分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換,得到七段顯示碼及字符型碼。在此模塊中各個(gè)BLOCK部分的碼制變換的VHDL程序可通過WHEN-ELSE語句進(jìn)行查表來實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)換的過程如圖5所示。
3.3 顯示控制及驅(qū)動(dòng)模塊DISL_DRIVE
電壓值的顯示可由LED或LCD實(shí)現(xiàn)。在本系統(tǒng)中對(duì)于電壓值的顯示分為mV和V兩檔,所以需要在后面加上單位來明確,且本系統(tǒng)為低功耗系統(tǒng),若用LED則功耗相對(duì)過大,所以選用了一塊8×2字符型液晶顯示模塊MDSL81809-03,實(shí)現(xiàn)了低功耗,而且可帶單位雙排顯示,字體美觀大方。 DISL_DRIVE示,整個(gè)電路十分簡(jiǎn)潔。系統(tǒng)工作過程首先由 CPLD對(duì)AD7715及LCD進(jìn)行初始化,然后當(dāng)有輸入信號(hào)V i(0~2.5V)到AIN+端后,由CPLD通過接口向AD7715的寄存器中寫入控制字,使其對(duì)輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,變?yōu)?6位的數(shù)字信號(hào)送到DOUT端,由CPLD經(jīng)過碼制變換等處理后,再通過與LCD的接口驅(qū)動(dòng)并發(fā)送數(shù)據(jù),將電壓值及單模塊與LCD的接口如圖6所示。圖中LCD的RS端需輸入方波驅(qū)動(dòng),這可由CPLD編程提供。當(dāng)AD7715采樣完成后,由DATA_CONVERSION模塊將采樣數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)CD可識(shí)別的字符型數(shù)據(jù)后,送至DISL_DRIVE模塊,再由其驅(qū)動(dòng)LCD,將字符型數(shù)據(jù)送到LCD的D0~D7端,實(shí)現(xiàn)顯示。
4系統(tǒng)設(shè)計(jì)和邏輯仿真
CPLD的三個(gè)功能模塊用VHDL語言描述,進(jìn)行綜合仿真后連接起來的系統(tǒng)電路原理圖如圖7所位顯示在LCD上。
本系統(tǒng)采用的CPLD芯片為ALTERA公司的EPF10K10LC84-4芯片,邏輯門數(shù)為10000門,用MAX+PLUSⅡ10.0軟件工具開發(fā)。設(shè)計(jì)輸入完成后,進(jìn)行整體的編譯和邏輯仿真,然后進(jìn)行轉(zhuǎn)換、延時(shí)仿真生成配置文件,最后下載至CPLD器件,完成結(jié)構(gòu)功能配置,實(shí)現(xiàn)其硬件功能。
5 總結(jié)
本系統(tǒng)是用CPLD實(shí)現(xiàn)的智能數(shù)字電壓表。隨著EDA技術(shù)的廣泛應(yīng)用,CPLD已成為現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要手段,CPLD目前正朝著更高速、更高集成度、更強(qiáng)功能和更靈活的方向發(fā)展。
評(píng)論