介紹基于Altera公司的EPM7128SLC84芯片實(shí)現(xiàn)AD574 A采樣控制器的原理,并給出了相應(yīng)的VHDL控制程序。
關(guān)鍵詞:采樣控制器;VHDL;CPLD
Sample Controller of AD574A Based on EPM7128SLC84
CHEN Bingfei, YANG Bishi
(Nantong Vocational College, Nantong 226007, China)
Key words: sample controller; VHDL; CPLD
1硬件結(jié)構(gòu)
1.1EPM7128SLC84的主要特征
EPM7128SLC84是Altera公司生產(chǎn)的CPLD芯片,該芯片密度為6000門,有60個專用I/O口,PLC C84封裝,正常工作溫度范圍0~70℃。該CPLD芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。
1.2AD574A主要特征和引腳說明
AD574A是單片高速12位逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器,內(nèi)置雙極性電路構(gòu)成的混合集成轉(zhuǎn)換芯片;具有外接元件少,功耗低,精度高等特點(diǎn),并且具有自動校零和自動極性轉(zhuǎn)換功能。其主要功能特性如下:
分辨率:12位;轉(zhuǎn)換速率:20μs;電源電壓:±15V和5V;非線性誤差:小于±1/2LSB或± 1LSB:數(shù)據(jù)輸出格式:12位/8位;模擬電壓輸入范圍:0~10V和0~20V,0~±5V和0~±10V兩檔四種;芯片工作模式:全控工作模式和單一工作模式。
AD574A的管腳示意圖如圖2所示。各引腳功能說明如下:
AD574A的CE、K128、CS、RC和A0對其工作狀態(tài)的控制過程如表1所示。
圖3給出的是CPLD和AD574A的接口電路。圖中,標(biāo)準(zhǔn)JTAG接口與PC機(jī)并口相連,用于下載設(shè)計程序至CPLD中,并可在線編程,方便升級維護(hù)。芯片的83引腳接全局時鐘脈沖輸入,Q[11:0]是經(jīng)過CPLD處理后的穩(wěn)定數(shù)字信號輸出。
由于系統(tǒng)的高速、高可靠性要求,軟件設(shè)計部分采用了有限狀態(tài)機(jī)FSM控制,狀態(tài)機(jī)控制AD574A的原理如圖4所示。
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采樣后的數(shù)據(jù)可在CPLD中進(jìn)行進(jìn)一步處理,并實(shí)時的進(jìn)行控制,也可送至計算機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一處 理。隨著電子設(shè)計自動化(EDA)技術(shù)的發(fā)展,基于可編程ASIC器件的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的完整方 案將會越來越受到人們的重視,并且以EDA技術(shù)為核心的能在CPLD/FPGA上進(jìn)行系統(tǒng)芯片集 成的自上而下的設(shè)計方法,將獲得更加廣泛的應(yīng)用。