基于單片機與CPLD的無線控制系統(tǒng)
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3 系統(tǒng)硬件連接組成以及工作過程
使用CPLD代替單片機的外圍接口芯片，與AVR單片機構成的控制系統(tǒng)相連如圖2所示。系統(tǒng)的主要部分僅需要2片集成電路，AVR單片機系列AT―megal62和XC2C256。單片機與CPLD之間的接口是通過單片機的地址／數(shù)據(jù)復用總線(PORTA端口)以及讀寫控制I／O口(WR，RD，ALE)與CPLD的I／O口相連來進行數(shù)據(jù)、狀態(tài)的傳輸。
在單片機中對擴展的I／O端口進行統(tǒng)一編址，通過C語言可以方便地訪問I／O端口，單片機要往數(shù)據(jù)端口或控制端口輸出信息，必須先把地址送到地址總線上，將確定的控制信息送到控制總線上，再把數(shù)據(jù)信息送到數(shù)據(jù)總線上。經(jīng)過CPLD的內(nèi)部邏輯進行地址、數(shù)據(jù)鎖存，并譯碼以獲得擴展的端口號，從而獲得對各個外部功能子模塊的控制信號，端口號COM1，COM2，COM3。COM4，COM5，COM6，COM7分別是無線模塊控制、時間統(tǒng)一控制、數(shù)據(jù)采集控制、電源管理控制、片選選擇控制、狀態(tài)選擇以及可擴展模塊控制等的控制端口，而且通過控制片選端口號(COM5端口)，可以對各個功能子模塊進行SPI串行數(shù)據(jù)的傳輸，從而達到對SPI串行標準接口的擴展。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/163852.htm
通過選擇不同的I／O端口可以控制讀取、寫入各外圍處理模塊的數(shù)據(jù)。要讀取某一外圍處理模塊的數(shù)據(jù)，必須先讀取狀態(tài)選擇端口COM6的狀態(tài)信息，狀態(tài)選擇RDY(數(shù)據(jù)準備好)就緒時，通過向此處理模塊控制端口COM寫入控制信息來控制子模塊的工作模式，再通過寫片選端口COM5來選擇子模塊，從而啟動SPI實現(xiàn)讀取子模塊的數(shù)據(jù)。與此對應，寫入數(shù)據(jù)也需要讀取狀態(tài)信息，再控制某一子模塊的工作模式，選擇片選信號，啟動SPI寫，就可以實現(xiàn)寫入數(shù)據(jù)的功能。
4 CPLD軟件設計
采用Xilinx公司的CPLD開發(fā)軟件Xilinx ISE完成系統(tǒng)的軟件設計，Xilinx ISE支持原理圖輸入、HDL語言輸入、狀態(tài)圖輸入和混合輸入等輸入方法。其中HDL語言中的VHDL硬件描述語言，與具體的工藝技術和器件無關，易于共享和復用，具有多層次描述系統(tǒng)硬件功能的能力。
在設計中，CPLD需要實現(xiàn)的功能為地址譯碼端口以及控制不同端口的電路設計，用VHDL語言對進行編程編譯，然后采用元件例化的方法得到電路結構如圖3所示。
CPLD中所設計的程序片斷：
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