基于CPLD技術(shù)的PC104總線(xiàn)多功能擴展卡設計
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多功能擴展卡的CPLD內部硬件設計包括：地址分配及譯碼電路、A/D模塊控制電路、
D/A模塊控制電路、開(kāi)關(guān)量輸入/輸出模塊控制電路和正交解碼模塊控制電路。
2.2.1 地址分配及譯碼電路
地址分配及譯碼電路包括基地址發(fā)生電路和地址譯碼電路。在與嵌入式主板組成系統時(shí)，相對于嵌入式主板而言，多功能擴展卡是一個(gè)外圍設備，因此，首先要為該卡設置一個(gè)與系統內的其他外圍設備不相沖突的基地址，這由擴展卡的基地址設置開(kāi)關(guān)及CPLD內部地址分配及譯碼電路完成。地址分配及譯碼電路由數值比較器74688、譯碼器74154等構成，
2.2.2 A/D模塊控制電路
A/D模塊控制電路的控制邏輯由兩部分組成：其一是實(shí)現嵌入式主板通過(guò)總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)各模擬通道的A/D轉換結果，由模擬通道選擇寄存器（74273）、轉換數據寄存器（74374）等構成；其二是提供A/D芯片的接口時(shí)序，實(shí)現A/D芯片八個(gè)通道的自動(dòng)采樣和轉換，由串/并數據轉換邏輯（74164）、并/串數據轉換邏輯（74165）、通道掃描控制邏輯（AD_CTRL_WORD）、A/D控制時(shí)序邏輯（AD_CTRLREG）等構成。A/D模塊控制電路的電路設計如圖3所示（轉換數據寄存器只介紹一路）。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/188817.htm
圖3 多功能擴展卡A/D模塊控制電路
2.2.3 D/A模塊控制電路
D/A模塊控制電路由74373 IP軟核及相應控制邏輯構成，功能是同時(shí)刷新D/A芯片的輸入值。D/A控制模塊電路采用兩級鎖存電路刷新D/A芯片的輸入值，先置高4位字節數據，再置低8位字節數據，置低字節數據的同時(shí)使能D/A芯片的片選信號（/CS）、寫(xiě)信號（/WE），然后置數據鎖存信號（/LDAC），刷新D/A的輸出。
2.2.4開(kāi)關(guān)量輸入/輸出模塊控制電路
開(kāi)關(guān)量輸入模塊控制電路由兩片74244 IP軟核及相應地址信號構成，開(kāi)關(guān)量輸出模塊控制電路由兩片74273 IP軟核及相應地址信號構成。功能是實(shí)現嵌入式主板通過(guò)總線(xiàn)直接訪(fǎng)問(wèn)各路開(kāi)關(guān)量。
2.2.5 正交解碼模塊控制電路
正交解碼模塊控制電路是針對正交光電編碼器設計的，由方向識別邏輯（DFF）、閘門(mén)時(shí)間定時(shí)器（GATE10MS）、異步清零位置可逆計數器（COUNTER_P）、異步清零速度可逆計數器（COUNTER_V）等構成，可用于測量電機輸出軸的轉動(dòng)方向、位置、速度等運動(dòng)信息。電路設計如圖4所示。
圖4 多功能擴展卡正交解碼模塊控制電路
3 結論
該多功能擴展卡已經(jīng)成功地應用到國家體育總局奧運科技攻關(guān)項目“帆板搖帆訓練測試系統研究”中，成功地完成了對交流伺服電機式阻力源的控制。訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議與臺灣研華PC工控機ISA總線(xiàn)板卡兼容，可獲得組態(tài)軟件編程支持。采用了復雜可編程邏輯器件（CPLD）技術(shù)，大大提高了系統的可靠性、靈活性。
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