CPLD為控制核心16位高精度數字電壓表設計

　　3. 2 碼制變換模塊DATA_CONVERSION

　　在此碼制變換模塊DATA_CONVERSION中主要實現的功能是將AD采樣送來的16位的二進制數轉換為可被LED/LCD識別的七段LED顯示碼或字符型LCD碼。在本系統中此模塊包含了這兩種轉換功能以適應顯示端不同的配置。為了達到這一目的，首先要將16位二進制碼變換為BCD碼，然后再分別進行轉換，得到七段顯示碼及字符型碼。在此模塊中各個BLOCK部分的碼制變換的VHDL程序可通過WHEN-ELSE語句進行查表來實現。轉換的過程如圖5所示。

　　3.3 顯示控制及驅動模塊DISL_DRIVE

　　電壓值的顯示可由LED或LCD實現。在本系統中對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，且本系統為低功耗系統，若用LED則功耗相對過大，所以選用了一塊8×2字符型液晶顯示模塊MDSL81809-03，實現了低功耗，而且可帶單位雙排顯示，字體美觀大方。 DISL_DRIVE示，整個電路十分簡潔。系統工作過程首先由 CPLD對AD7715及LCD進行初始化，然后當有輸入信號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，使其對輸入的模擬信號進行轉換，變為16位的數字信號送到DOUT端，由CPLD經過碼制變換等處理后，再通過與LCD的接口驅動并發送數據，將電壓值及單模塊與LCD的接口如圖6所示。圖中LCD的RS端需輸入方波驅動，這可由CPLD編程提供。當AD7715采樣完成后,由DATA_CONVERSION模塊將采樣數字信號轉換為LCD可識別的字符型數據后，送至DISL_DRIVE模塊，再由其驅動LCD，將字符型數據送到LCD的D0~D7端，實現顯示。

　　4系統設計和邏輯仿真

　　CPLD的三個功能模塊用VHDL語言描述，進行綜合仿真后連接起來的系統電路原理圖如圖7所位顯示在LCD上。

　　本系統采用的CPLD芯片為ALTERA公司的EPF10K10LC84-4芯片，邏輯門數為10000門，用MAX+PLUSⅡ10.0軟件工具開發。設計輸入完成后，進行整體的編譯和邏輯仿真，然后進行轉換、延時仿真生成配置文件，最后下載至CPLD器件，完成結構功能配置，實現其硬件功能。

　　5 總結

　　本系統是用CPLD實現的智能數字電壓表。隨著EDA技術的廣泛應用，CPLD已成為現代數字系統設計的主要手段，CPLD目前正朝著更高速、更高集成度、更強功能和更靈活的方向發展。