【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。 13 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 4 特殊器件介紹 CPLD 器件介紹 CPLD 是 Complex Programmable Logic Device 的縮寫(xiě)， CPLD 是在 PLA、 GAL 的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的陣列型的 PLD 器件 ,CPLD 芯片中包含多個(gè)電路塊，稱為宏功能塊，或稱為宏單元，每個(gè)宏單元由類似 PAL 的電路塊構(gòu)成，如圖 41，圖 41 所示的 CPLD 器件包括含了 6 個(gè)類似 PAL 的宏單元模塊，每個(gè)宏模塊通過(guò)芯片內(nèi)部的連線資源互連，并連接到 I/O 塊。，它是有最早的 PLD 器件發(fā)展形成的高密度可編程邏輯器件， 它具有編程靈活、集成度高、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期短、適用范圍寬、開(kāi)發(fā)工具先進(jìn)、設(shè)計(jì)制造成本低、對(duì)設(shè)計(jì)者的硬件經(jīng)驗(yàn)要求低、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品無(wú)需測(cè)試、 保密性強(qiáng)、價(jià)格大眾化等特點(diǎn) 。 CPLD是一種用戶根據(jù)各自需要而自行構(gòu)造邏輯功能的數(shù)字集成電路。其基本設(shè)計(jì)方法是借助集成開(kāi)發(fā)軟件平臺(tái)，用原理圖、硬件描述語(yǔ)言等方法，生成相應(yīng)的目標(biāo)文件，通過(guò)下載電纜（ “在系統(tǒng) ”編程）將代碼傳送到目標(biāo)芯片中，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的數(shù)字系統(tǒng)。 圖 41 CPLD 器件內(nèi)部結(jié)構(gòu) 宏功能模塊 宏功能模塊 宏功能模塊 宏功能模塊 宏功能模塊 宏功能模塊 I/O 控制塊 I/O 控 制 塊 I/O 控 制 塊 連線陣列 I/O 控制塊 14 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) EPM570T144C5 芯片介紹 PM570T144C5 芯片是 CPLD 器件中 EPM570 芯片組中的一個(gè)型號(hào)， EPM 表示芯片類型 570 表示其中有 570 個(gè)邏輯單元， T 表示封裝類型， C 表示為商用， 144 代表它有144 個(gè)管腳，其中有 116 個(gè)管腳為純 I/O 口使用，其引腳圖如圖 43 所示。 圖 42 EPM570T144C5 芯片引腳 15 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 5. 軟件實(shí)現(xiàn) 通過(guò)至頂向下（ TOPDOWN）的設(shè)計(jì)方法，我們對(duì)電路的設(shè)計(jì)要求作了分析，從電路要實(shí)現(xiàn)的功能著手，逐層分析電路設(shè)計(jì)的步驟，再具體到各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)以及各模塊實(shí)現(xiàn)方案的選擇。從本設(shè)計(jì)的電路要求，我們分析了需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)輸入狀態(tài)的編碼，以及對(duì)循環(huán)點(diǎn)亮燈的方式的選擇，綜合這兩種狀態(tài)控制輸出信號(hào)的狀態(tài)變化。其 電路功能表如圖 51. 表 51 交通燈控制器狀態(tài)轉(zhuǎn)換 A方向 B方向 綠燈 黃燈 左拐燈 紅燈 綠燈 黃燈 左拐燈 紅燈 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 表 51 是交通燈的控制器狀態(tài)轉(zhuǎn)換，從狀態(tài)轉(zhuǎn)換換表中可以看出，每個(gè)方向四盞燈，并不斷循環(huán)：綠燈 — 黃燈 — 左拐燈 — 黃燈 —— 紅燈。并且每個(gè)方向紅燈亮的時(shí)間應(yīng)該與另一方向綠、黃、左拐、黃燈亮的時(shí)間相等。黃燈所起的作用是用來(lái)在綠燈和左拐燈后進(jìn)行緩沖，以提醒行人該方向馬上要禁行了。 16 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) A 40s 5s 15s 5s 55s 綠燈 黃燈 左拐燈 黃燈 紅燈 B 65s 30s 5s 15s 5s 紅燈 綠燈 黃燈 左拐燈 黃燈 圖 51 交通燈亮滅順序圖 圖 52 EDA 設(shè)計(jì)模塊圖 軟件設(shè)計(jì) //*************************************/* /*模塊名稱： 計(jì)數(shù)分頻 模塊功能：將實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)設(shè)備所用 4MHz 的時(shí)鐘計(jì)數(shù)分頻為 1Hz 和 200Hz 分別供 LED控制模塊和數(shù)碼管顯示 控制模塊所用 端口說(shuō)明： clk — 4M 基準(zhǔn)時(shí)鐘輸入 ,reset— 復(fù)位信號(hào)， clk_1Hz — 1Hz 時(shí)鐘輸出，clk_200Hz— 200Hz 時(shí)鐘輸出 作 者：彭 時(shí) 間： 10 年 6 月 21 日 */ module clk_4M_1hz_200hz(clk_4M,reset,clk_1Hz,clk_200Hz)。// input clk_4M,reset。 output clk_1Hz,clk_200Hz。 reg [25:0] count_1Hz。//1Hz 脈沖分頻計(jì)數(shù)器 reg [25:0] count_200Hz。//200Hz 脈沖分頻計(jì)數(shù)器 17 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) reg clk_1Hz,clk_200Hz。 /*分頻系數(shù)宏定義 */ parameter clk_out_1Hz=4_000_000/21, //1Hz 溢出常數(shù) clk_out_200Hz=4_000_000/4001。//200Hz 溢出常數(shù) /*產(chǎn)生 1Hz 脈沖 用于 LED 控制 */ always @(posedge clk_4M) begin if(reset) count_1Hz = 139。b0。 else begin if(count_1Hz == clk_out_1Hz) begin clk_1Hz = !clk_1Hz 。 count_1Hz = 139。b0。end else count_1Hz =count_1Hz + 139。b1。 end end /*產(chǎn)生 200Hz 脈沖 用于數(shù)碼管顯示 */ always @(posedge clk_4M) begin if(reset) count_200Hz = 139。b0。 else begin if(count_200Hz == clk_out_200Hz) begin clk_200Hz = !clk_200Hz 。 count_200Hz = 139。b0。end else count_200Hz =count_200Hz + 139。b1。 end end 18 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) endmodule /* 信號(hào)定義與說(shuō)明： CLK： 同步時(shí)鐘； EN： 使能信號(hào)，為 1 的話，則控制器開(kāi)始工作； LAMPA： 控制 A 方向四盞燈的亮 滅；其中， LAMPA0~LAMPA3，分別控制 A 方向的 左拐燈、綠燈、黃燈和紅燈； LAMPB： 控制 B 方向四盞燈的亮滅；其中， LAMPB0 ~ LAMPB3，分別控制 B 方向的 左拐燈、綠燈、黃燈和紅燈； ACOUNT：用于 A 方向燈的時(shí)間顯示， 8 位，可驅(qū)動(dòng)兩個(gè)數(shù)碼管； BCOUNT：用于 B 方向燈的時(shí)間顯示， 8 位，可驅(qū)動(dòng)兩個(gè)數(shù)碼管。 code：數(shù)碼管碼變換表 */ //頂層模塊 module traffic(EN,LAMPA,LAMPB,wei,dout)。 input EN。output [3:0] LAMPA,LAMPB,wei。 output[7:0] dout。 reg tempa,tempb。 reg[2:0] counta,countb。 reg[3:0] LAMPA,LAMPB,wei。 reg[7:0] ared,ayellow,agreen,aleft,bred,byellow,bgreen,bleft。 reg[7:0] numa,numb,dout。 clk_4M_1hz_200hz(.clk_4M(clk_4M),.reset(reset),.clk_1Hz(clk_1Hz),.clk_200Hz(clk_200Hz))。//計(jì)數(shù)模塊調(diào)用 function [7:0]code。//共陰極碼的變換 input [3:0]din。 case(din) 439。b0000:code = 839。h3f。//0 439。b0001:code = 839。h06。//1 439。b0010:code = 839。h5B。//2 439。b0011:code = 839。h4f。//3 439。b0100:code = 839。h66。//4 439。b0101:code = 839。h6d。//5 439。b0110:code = 839。h7d。//6 439。b0111:code = 839。h07。//7 439。b1000:code = 839。h7f。//8 19 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 439。b1001:code = 839。h6f。//9 /*共陽(yáng)極碼的變換 439。b0000:code = 839。hc0。//0 439。b0001:code = 839。hf9。//1 439。b0010:code = 839。ha4。//2 439。b0011:code = 839。hb0。//3 439。b0100:code = 839。h99。//4 439。b0101:code = 839。h92。//5 439。b0110:code = 839。h82。//6 439。b0111:code = 839。hf8。//7 439。b1000:code = 839。h80。//8 439。b1001:code = 839。h90。//9 */ endcase endfunction initial begin numa=839。b01000000。 numb=839。b01100101。 end always @(EN) if(!EN) begin //設(shè)置各種燈的計(jì)數(shù)器的預(yù)置數(shù) ared =839。d