基于CPLD與單片機的雙向通信控制器設(shè)計

1.3 可編程邏輯器件到單片機的串行通信

可編程邏輯器件到單片機的串行通信與單片機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)單片機的cs=1時，寄存器被選中；當(dāng)load=1時，待發(fā)的數(shù)據(jù)被加載到bxin上；當(dāng)clk上升沿到來時，將數(shù)據(jù)一位一位移出至bxout上，與此同時，單片機一位一位接收到自bxout上的數(shù)據(jù)。在clk八個上升沿后，加載到bxin的數(shù)據(jù)便被傳送至單片機的A寄存器中（其VHDL和單片機源程序由于篇幅所限，不予給出）。

2 雙控制系統(tǒng)的實現(xiàn)原理

由于單片機端口有限，所以大部分外圍器件的連線靠CPLD來完成，而對時序控制要求較高的那些外圍器件則靠單片機來間接控制。所謂間接控制就是指應(yīng)用者可以自定義很多個命令字，每個命令字對應(yīng)著CPLD一項或一系列操作。當(dāng)單片機想讓某外部器件實現(xiàn)某種功能時，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誤動作。

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

本雙控制系統(tǒng)在項目設(shè)計中應(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個命令字。由于同時采用了單片機和CPLD，因此編程非常靈活方便，工程人員可根據(jù)自身特點而相應(yīng)選擇。例如，有些人的單片機編程能力要比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管腳變?yōu)楦唠娖交虻碗娖剑?；若是想簡化單片機的編程，則可使高電平或低電平）；若是想簡化單片機的編程，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)用就會多一些。反之亦然，僅此而已。

總之，用單片機與CPLD構(gòu)成的雙控制器，此用它們各自獨立開發(fā)項目要容易得多。