【正文】 是C8051F單片機與SPI接口之間通信的軟件設(shè)計，在這一部分中，主要是對SPI接口中數(shù)據(jù)傳送完成位的檢測和對FPGA中各寄存器的讀寫操作。第二部分是SPI接口功能的Verilog語言軟件設(shè)計，在這一部分中采用層次化設(shè)計的方法。頂層中包括兩大模塊，即微控制器接口模塊和SPI接口模塊，在微控制器接口模塊中建立了接口中各寄存器的地址和構(gòu)造了各寄存器，在SPI接口控制模塊中又包括SPI控制模塊、SPI邏輯模塊、SPI移位接收模塊和SPI移位發(fā)送模塊等。圖36 SPI接口模塊應(yīng)用示意圖第四章 電路設(shè)計及分析167。 電源模塊設(shè)計在本設(shè)計中。Actel ，I/。LED的邏輯電壓為5V，驅(qū)動電壓－24V。、采用1653負壓芯片為LED提供驅(qū)動負壓（前面說是正電壓）?？紤]到317穩(wěn)壓芯片的功耗和輸入輸出壓差的要求，決定使用12V外部直流輸入作為整個系統(tǒng)的供電電源。~37V的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。圖41 5V供電系統(tǒng)，在圖41中穩(wěn)壓器輸出U=*(R9/R8+1)，通過設(shè)置R9和R8的電阻值即可實現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié)，需要注意的是LM317有最低負載電流要求，一般要求Iout~5mA，即要求Vout/(R8+R9)~5mA。圖42 圖43 LED負壓驅(qū)動167。單片機與FPGA以總線方式通信，即將FPGA掛接在單片機外部擴展總線上，F(xiàn)PGA占用單片機的外部RAM的地址空間，屬于單片機的從設(shè)備。單片機僅通過二十根I/O線在FPGA與單片機之間進行通信和控制信息交換。單片機端總線I/O分配如圖44所示。圖44 單片機端總線I/O分配FPGA內(nèi)部是硬件邏輯，總線分配I/O很隨意，考慮到FPGA的某些功能固定管腳分配和PCB布線時難易程度，F(xiàn)PGA的I/O分配如圖45所示。圖45 單片機與FPGA接口電路其它電路設(shè)計請參見附錄－電路原理圖 167。在高速數(shù)字電路中，電磁干擾是一個不容忽視的問題。輻射干擾一般是通過電磁感應(yīng)的形式在空間進行傳播的，圖46 是測試電子設(shè)備產(chǎn)生輻射干擾的基本方法，或表示電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾信號通過電磁感應(yīng)向空中輻射的原理。圖46 中，電子設(shè)備表示干擾信號源，V1 表示測量儀表，C1 表示電子設(shè)備對大地的電容，C2 表示電子設(shè)備與天線偶合的電容，即：電子設(shè)備通過電場對天線產(chǎn)生感應(yīng)，這里的天線也可以看成是被干擾的設(shè)備。圖11 的測試方法就是測試電子設(shè)備周圍規(guī)定距離某處的電磁場強度，由于干擾信號一般都是一個頻率成份非常豐富的非正弦波，因此，無法對它進行直接測量，只能對它其中某一個頻率信號單獨進行測量。圖46 輻射干擾模型電子設(shè)備與天線感應(yīng)產(chǎn)生的電流是位移電流，一般頻率很高的位移電流在電路中每處的電流方向以及電流大小和電壓幅度都是不一樣的，我們無法對它直接進行測量，因此，在進行信號測量的時候一般都使用諧振天線，使天線諧振回路對某個頻率的干擾交流信號產(chǎn)生諧振，然后再檢測諧振信號的電壓幅度。在測試過程中，天線需要經(jīng)常進行調(diào)諧，調(diào)諧就是調(diào)節(jié)天線振子的長度，或磁感應(yīng)天線諧振回路中的電容，更多的是調(diào)諧選頻放大器輸入回路中的諧振電路參數(shù)。 在本設(shè)計中，為了防止電磁干擾，對PCB布線的線寬和線距都采取了經(jīng)驗保守值，最小線距10mil，并在PCB板的雙面大面積鋪地網(wǎng)絡(luò)，以降低信號間的串擾。結(jié) 論在本次設(shè)計中，參考分析了許多數(shù)字電路知識和電路板設(shè)計的經(jīng)驗技巧，通過對單片機和FPGA經(jīng)典電路的分析應(yīng)用，設(shè)計了A3P125 FPGA擴展C8051F單片機資源的開發(fā)實驗電路板。在本次設(shè)計中關(guān)鍵在于單片機與FPGA的接口設(shè)計，為了方便編程和后續(xù)開發(fā)，本設(shè)計中采用的并口是最好的選擇。采用總線接口方便單片機和FPGA的嚴密結(jié)合以構(gòu)成一個可擴展的整體系統(tǒng)。本開發(fā)實驗板可用于單片機編程開發(fā)和FPGA的Verilog語言編程，A3P125 FPGA共有71個用戶IO，通過Verilog HDL編程可實現(xiàn)單片機的各種接口的擴展，并可以將FPGA看做掛在總線上的外設(shè)，依靠中斷實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和通信，不占用單片機過多資源，使系統(tǒng)在增加外設(shè)的情況下而不增加系統(tǒng)負擔，更加方便于系統(tǒng)級的軟件編程。排版參考文獻[1] 江思敏，姚鵬翼．PADS電路原理圖和PCB設(shè)計[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2007．9.[2] 周樹新，何勇．視頻精講：PADS2007原理圖與布板設(shè)計典型實例[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2009．11.[3] 劉韜，樓興華．FPGA數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)實例導(dǎo)航[M]．北京：人民郵電出版社，2005．6.[4] 夏宇聞．Verilog數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計教程[M]．第二版．北京：航空航天大學出版社，2008.[5] Stephen Brown amp。 Zvonko Vranesic．數(shù)字邏輯基礎(chǔ)與Verilog設(shè)計[M]．夏宇聞．北京：機械工業(yè)出版社，2007.[6] Steve Kilts．高級FPGA設(shè)計：結(jié)構(gòu)、設(shè)計與優(yōu)化[M]．孟憲元．北京：機械工業(yè)出版社，2009.[7] Howard Johnson，Martin Graham．高速數(shù)字設(shè)計[M]．沈立，朱來文，陳宏偉．電子工業(yè)出版社．2005.[8] 周志堅．同步電路設(shè)計技術(shù)及規(guī)則[D]．深圳，華為技術(shù)有限公司，2007：1~27.[8] 劉法治．常用電子元件器件及典型芯片應(yīng)用技術(shù)[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2006．12.[9] 那文鵬，王昊．通用集成電路的選擇與使用[M]．北京：人民郵電出版社，2004．5.[10] 李朝青．單片機amp。DSP外圍數(shù)字IC技術(shù)手冊[M]．北京：北京航空航天大學出版社，2003．1.[11] 張海風．HyperLynx仿真與PCB設(shè)計[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2005．9[12] 李景華，杜玉遠．可編程邏輯器件及EDA技術(shù)[M]．沈陽：東北大學出版社，2000.[13] 徐志軍，徐光輝．CPLD/FPGA的開發(fā)與應(yīng)用[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2002.[14] 游志宇，張洪，董秀成．MCS51與FPGA_CPLD總線接口邏輯設(shè)計[J]．單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2008：2932.[15] 李華．MCS51系列單片機接口技術(shù)［M］．北京：北京航空航天大學出版社．1993.致　謝大學四年已接近尾聲，在大學四年里我學到了堅實的知識基礎(chǔ)，交到了許多朋友，也學到了許多做人的道理，感謝河南科技大學給了我這次成長的機會。在畢業(yè)設(shè)計過程中，王恒迪老師作為本次設(shè)計的首席指導(dǎo)教師，對作者在設(shè)計中遇到的困難給予了悉心的指導(dǎo)，感謝王恒迪老師崇高的師德和對育人事業(yè)的不辭勞苦，同時也向在畢業(yè)設(shè)計中辛勤工作的各位老師表示由衷的感謝。在本次設(shè)計過程中作者也得到了許多同學誠摯的幫助和關(guān)懷，在此不再一一列舉，作者對所有給予關(guān)心和幫助的朋友一并表示深深的感謝！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　附　錄電路原理圖寫成附錄一、附錄二等等，把原理圖中的大字去掉，在