由可編程邏輯器件與單片機構(gòu)成的雙控制器

在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，人們常常采用單片機作為控制核心。但這種方法硬件連線復雜，可靠性差，且單片機的端口數(shù)目、內(nèi)部定時器和中斷源的個數(shù)都有限，在實際應用中往往需要外加擴展芯片。這無疑對系統(tǒng)的設計帶來諸多不便。

現(xiàn)在有很多系統(tǒng)采用可編程邏輯器件CPLD作為控制核心。它與傳統(tǒng)設計相比較，不僅簡化了接口和控制，提高了系統(tǒng)的整體性能及工作可靠性，也為系統(tǒng)集成創(chuàng)造了條件。但可編程邏輯器件的D觸發(fā)器資源非常有限，而且可編程邏輯器件在控制時序方面不如單片機那樣方便，很多不熟悉的應用者往往感到應用起來非常的困難。利用可編程邏輯器件和單片機構(gòu)成的雙向通信控制器克服了兩者的缺點，且把二者的長處最大限度地發(fā)揮出來。

1 CPLD與單片機AT89C51雙向串行通信原理

1.1 單片機到可編程邏輯器件的串行通信

單片機到CPLD的串行通信接口電路是利用VHDL語言在CPLD中設計一個串行輸入并行輸出的八位移位寄存器，其端口與單片機的P1.4～P1.7相連，如圖1所示。CS 為單片機選信號，當其為低時使能八位寄存器；當DCLOCK信號的上升沿到達clk端口時，八位移位寄存器就會將單片機輸出到cxin的一位數(shù)據(jù)移入；當單片機A寄存器中的八位數(shù)據(jù)欲傳送給CPLD時，就在P1.6連續(xù)產(chǎn)生八次上升沿，單片機便順次地將A中的數(shù)據(jù)移到cxin，八次后A中的數(shù)據(jù)段就會出現(xiàn)在CPLD的cxout中。其VHDL源程序如下：

entity cuanxing is

port (clk,cxin,cs:in std_logic;

cxout:out std_logic_vector(7 downto 0));

end;

architecture rtl of cuanxing is

signal shift:std_logic_vector(7 downto 0) ;八位暫存變量并行輸出

begin

process(clk)

begin

if(cs='0')then

shift=(others=>'0');若未被選中，輸出全零

elsif(clk'event and clk='1')then ;若上升沿到達clk時，被選中。

shift(7 downto 1)=shift(6 downto 0) ;八位數(shù)據(jù)前移一位

shift(0)=cxin；最低位由cxin輸入