51單片機+CPLD讓系統(tǒng)更高效

　　一、引言

　　隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，一種新的器件正在被廣泛應(yīng)用，那就是CPLD(ComplexProgrammable Logic Device) 復(fù)雜可編程邏輯器件，通俗的說就是可以把以上那些分離器件都放進(jìn)去的一種可以二次開發(fā)的IC.基于此，本刊用這篇文章深入淺出的介紹一種采用51 單片機和CPLD 構(gòu)建復(fù)雜電路系統(tǒng)的設(shè)計思想。

　　二、單片機系統(tǒng)中幾個典型電路介紹

　　首先從熟悉的最小系統(tǒng)電路電路說起，如圖1所示，圖中用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號實現(xiàn)電路連接，這樣繪制的電路圖清晰整潔，U1 是經(jīng)典的51 單片機 IC,復(fù)位電路和晶振電路是傳統(tǒng)電路，這里C5 電容是靠近單片機VCC 引腳的，用來對電源濾波，圖中其它芯片VCC 附近都有相同功能的濾波電容。U2 是經(jīng)典的低八位地址鎖存電路，這里的74373 也可以用74573 代替，U3 是地址譯碼電路，74138 實現(xiàn)連續(xù)8 個地址(1### #### #### #000 ~ 1####### #### #111,# 是無關(guān)位，可以是0 也可以是1,取決于電路其它部分的需要)對象擴展。

　　圖1 MCU最小系統(tǒng)原理圖

　　51 單片機給大家推薦STC 的89 或90 系列，其中90 系列已經(jīng)有片內(nèi)ADC 了，需要特別強調(diào)的是， 隨著FLASH 技術(shù)的成熟，片內(nèi)FLASH ROM從8K 到64K 任選，已經(jīng)足夠用了，所以現(xiàn)在很少有單片機系統(tǒng)外擴ROM 了，這樣使得EA/VPP 和PSEN 引腳失去了原先的功能了，STC 的51 單片機已經(jīng)將這兩個引腳發(fā)展成P4 口了。

　　復(fù)雜的系統(tǒng)必然有很多輸入輸出接口，如圖2所示，U5 是數(shù)據(jù)鎖存器74273,擴展一個8bits 數(shù)據(jù)輸出端口，U6 是三態(tài)數(shù)據(jù)緩沖器74573,擴展一個8bits 數(shù)據(jù)輸入端口，分別用7432 實現(xiàn)讀寫時序接口匹配。

　　圖2 MCU端口口擴展原理圖

　　經(jīng)典LCD1602 接口如圖3 所示，這里7408、7402 邏輯門用來實現(xiàn)6800 時序(讀寫信號有獨立接口的是8080 時序，這里只有使能信號E,需要外邏輯電路將讀寫信號相與合并使用)。

　　圖3 LCD1602接口電路原理圖

　　以上給出的系統(tǒng)還算不上是復(fù)雜系統(tǒng)，總共采用了8 塊IC,一個實現(xiàn)特定功能的系統(tǒng)往往更復(fù)雜，需要采用的IC 會更多。能不能把這些分離的器件用CPLD 來實現(xiàn)呢?答案是肯定的。