基于CPLD與單片機(jī)的雙向通信控制器設(shè)計(jì)

1.3 可編程邏輯器件到單片機(jī)的串行通信

可編程邏輯器件到單片機(jī)的串行通信與單片機(jī)到可編程邏輯器件的串行通信類似，只不過八位寄存器改為并入串出，其端口如圖2所。當(dāng)單片機(jī)的cs=1時(shí)，寄存器被選中；當(dāng)load=1時(shí)，待發(fā)的數(shù)據(jù)被加載到bxin上；當(dāng)clk上升沿到來時(shí)，將數(shù)據(jù)一位一位移出至bxout上，與此同時(shí)，單片機(jī)一位一位接收到自bxout上的數(shù)據(jù)。在clk八個(gè)上升沿后，加載到bxin的數(shù)據(jù)便被傳送至單片機(jī)的A寄存器中（其VHDL和單片機(jī)源程序由于篇幅所限，不予給出）。

2 雙控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理

由于單片機(jī)端口有限，所以大部分外圍器件的連線靠CPLD來完成，而對時(shí)序控制要求較高的那些外圍器件則靠單片機(jī)來間接控制。所謂間接控制就是指應(yīng)用者可以自定義很多個(gè)命令字，每個(gè)命令字對應(yīng)著CPLD一項(xiàng)或一系列操作。當(dāng)單片機(jī)想讓某外部器件實(shí)現(xiàn)某種功能時(shí)，可以通過串行通信把命令字傳送給可編程邏輯器件CPLD。CPLD收到該命令字關(guān)判斷命令字后，便在EN的上升沿到來后執(zhí)行相應(yīng)的操作。這里值得一提的是：命令字傳送給CPLD后，只有在EN的上升到來后CPLD才能執(zhí)行相應(yīng)操作。這是為了防止命令字在字傳送期間使CPLD誤動(dòng)作。

當(dāng)外部器件有中斷信號(hào)反饋到控制器時(shí)，也可將特定的命令字由CPLD傳送給AT89C51，使AT89C51產(chǎn)生中斷進(jìn)行處理。但無論有多少個(gè)外圍器件需產(chǎn)生中斷控制。在AT89CF51中斷子程序中，運(yùn)行由CPLD向單片機(jī)的串行通信程序，將特定的命令字讀到A寄存器中，從而可知是如個(gè)外圍器件產(chǎn)生的中斷（由應(yīng)用者自行定義），進(jìn)而可知需何種外部操作。

本雙控制系統(tǒng)在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中應(yīng)用起來非常靈活方便，這里采用的是八位命令字，最多可自定義256個(gè)命令字。由于同時(shí)采用了單片機(jī)和CPLD，因此編程非常靈活方便，工程人員可根據(jù)自身特點(diǎn)而相應(yīng)選擇。例如，有些人的單片機(jī)編程能力要比CPLD語言編程略好一些，那他可在VHDL語言編程中把命令字對應(yīng)的操作定義得簡單一些（最簡單的莫過于使某個(gè)管腳變?yōu)楦唠娖交虻碗娖剑蝗羰窍牒喕瘑纹瑱C(jī)的編程，則可使高電平或低電平）；若是想簡化單片機(jī)的編程，則可使VHDL語言編程中特定命令字對應(yīng)的操作復(fù)雜一些。

單片機(jī)的編程過程就是對A寄存器寫不同命令字，然后調(diào)用串行通信子程序的過程。若是VHDL的命令字，然后調(diào)用串行通信子程序的過程。若是VHDL的命令字對應(yīng)程序簡單些，則要完成對某特定外圍器件的操作所需要的命令字調(diào)用就會(huì)多一些。反之亦然，僅此而已。

總之，用單片機(jī)與CPLD構(gòu)成的雙控制器，此用它們各自獨(dú)立開發(fā)項(xiàng)目要容易得多。