基于SPCE061A和CPLD的電動(dòng)自行車充電系統(tǒng)研制

　　2.2 語(yǔ)音播放程序設(shè)計(jì)

　　SPCE061A的D/A轉(zhuǎn)換通道的硬件實(shí)現(xiàn)大致有兩種方式，一種是直接采用數(shù)/模轉(zhuǎn)換器DAC方式，另一種是采用脈寬調(diào)制PWM驅(qū)動(dòng)方式。SPCE061A音頻輸出的結(jié)構(gòu)就是由兩個(gè)DAC通道或一個(gè)PWM驅(qū)動(dòng)通道構(gòu)成。這兩種實(shí)現(xiàn)方式實(shí)質(zhì)都為數(shù)/模轉(zhuǎn)換，都是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流模擬信號(hào)輸出。SPCE061A的音頻輸出采用雙通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換方式，即數(shù)字信號(hào)通過10位DAC轉(zhuǎn)換成3mA驅(qū)動(dòng)的電流模擬信號(hào)輸出。語(yǔ)音提示輸出直接采用DAC通道，經(jīng)信號(hào)放大后，由揚(yáng)聲器輸出。語(yǔ)音播放流程圖如圖4所示。

　　2.3 CPLD程序設(shè)計(jì)

　　VerilogHDL語(yǔ)言是硬件描述語(yǔ)言，是描述硬件電路的功能、信號(hào)連接關(guān)系及定時(shí)關(guān)系的語(yǔ)言,通過語(yǔ)言編程來表示邏輯器件及系統(tǒng)的功能和行為。其具有設(shè)計(jì)技術(shù)齊全、方法靈活、支持廣泛、硬件描述能力強(qiáng)、與器件工藝無關(guān)、易于共享和復(fù)用等優(yōu)點(diǎn)。與VHDL相比，VerilogHDL是一種非常容易掌握的硬件描述語(yǔ)言，而掌握VHDL設(shè)計(jì)技術(shù)就比較困難。故采用VerilogHDL語(yǔ)言來設(shè)計(jì)接口電路，能充分利用VerilogHDL語(yǔ)言在系統(tǒng)級(jí)硬件描述上的優(yōu)點(diǎn)。

　　CPLD實(shí)現(xiàn)兩個(gè)多路選擇器和一個(gè)鍵盤掃描電路功能。程序各端口功能如表1所示。datain1由datain1[0]......datain1[17] 18位輸入端口組成，分為6組，每組3個(gè)端口。rs由rs[0]、rs[1]、rs[2]3位端口組成，最多可以表示8個(gè)2進(jìn)制數(shù)（本設(shè)計(jì)用到其中的6個(gè))來表示端口選擇位。dataout1由 dataout1[0]、dataout1[1]、dataout1[2]3位組成，表示輸出端口。datain1、dataout1、rs組成一個(gè)多路選擇器，實(shí)現(xiàn)選擇輸入功能，rs的值決定選擇datain1的哪一組信號(hào)送給dataout1，由dataout1輸出。datain2由datain2[0]、 datain2[1]組成，表示輸入端口。dataout2由dataout2[0]......dataout2[11]12位輸出端口組成，分成6組，每組2位。同理，datain2、 dataout2、rs組成另一個(gè)多路選擇器，實(shí)現(xiàn)選擇輸出功能，rs的值決定選擇datain2的2位信號(hào)從dataout2的哪一組輸出。rt為控制脈沖，當(dāng)為上升沿時(shí)實(shí)現(xiàn)選擇輸入功能，當(dāng)為下降沿時(shí)實(shí)現(xiàn)選擇輸出功能。datain3為16位按鍵輸入口（低電平有效），每位代表一個(gè)按鍵。dataout3為4位按鍵值輸出端口，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，經(jīng)CPLD內(nèi)部狀態(tài)發(fā)生改變，按鍵彈起后，內(nèi)部狀態(tài)經(jīng)CPLD自動(dòng)處理轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的鍵值從dataout3輸出（高電平有效）。如當(dāng)datain3位為1111111111111101時(shí)，表示2號(hào)鍵按下，dataout3將輸出0010，表示按鍵值為2。

　　3 CPLD仿真

　　從最初的電路設(shè)計(jì)思想到QuartusII的波形仿真、再到CPLD的芯片編程結(jié)束,開發(fā)設(shè)計(jì)流程圖如圖5所示。

　　在QuartusII 平臺(tái)上,對(duì)VerilogHDL程序編譯后，用Simulator對(duì)之進(jìn)行時(shí)序仿真,得到如圖6所示的結(jié)果。

　　由圖中可以看到各預(yù)定功能都得到了實(shí)現(xiàn)，如datain3為111111011111時(shí)，dataout3輸出為0110，仿真結(jié)果完全符合電路的要求。

　　基于SPCE061A+CPLD設(shè)計(jì)的電動(dòng)自行車充電系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)，提高了電路的穩(wěn)定性和可靠性；使系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活、開發(fā)周期短、集成性更強(qiáng)，同時(shí)使系統(tǒng)易于升級(jí)和擴(kuò)展。經(jīng)檢驗(yàn)測(cè)試，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

　　參考文獻(xiàn)

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　　3 李春雷，王祖強(qiáng).基于CPLD的電子存包系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).電子技術(shù)應(yīng)用，2005;31（7）：69～72

　　4 李小波，孫志勇，劉春生.基于CPLD和單片機(jī)的低頻信號(hào)源設(shè)計(jì).儀器技術(shù)與傳感器， 2005;（11）：46～49