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基于CPLD技術(shù)的PC104總線多功能擴(kuò)展卡設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2009-07-16 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
2.2 多功能擴(kuò)展卡的內(nèi)部硬件設(shè)計(jì)
多功能擴(kuò)展卡的內(nèi)部硬件設(shè)計(jì)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(tǒng)時(shí),相對(duì)于嵌入式主板而言,多功能擴(kuò)展卡是一個(gè)外圍設(shè)備,因此,首先要為該卡設(shè)置一個(gè)與系統(tǒng)內(nèi)的其他外圍設(shè)備不相沖突的基地址,這由擴(kuò)展卡的基地址設(shè)置開(kāi)關(guān)及內(nèi)部地址分配及譯碼電路完成。地址分配及譯碼電路由數(shù)值比較器74688、譯碼器74154等構(gòu)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(xiàn)嵌入式主板通過(guò)訪問(wèn)各模擬通道的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果,由模擬通道選擇寄存器(74273)、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)寄存器(74374)等構(gòu)成;其二是提供A/D芯片的接口時(shí)序,實(shí)現(xiàn)A/D芯片八個(gè)通道的自動(dòng)采樣和轉(zhuǎn)換,由串/并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換邏輯(74164)、并/串?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(gòu)成。A/D模塊控制電路的電路設(shè)計(jì)如圖3所示(轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)寄存器只介紹一路)。

本文引用地址:http://www.bjwjmy.cn/article/188817.htm

圖3 多功能擴(kuò)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(yīng)控制邏輯構(gòu)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(jí)鎖存電路刷新D/A芯片的輸入值,先置高4位字節(jié)數(shù)據(jù),再置低8位字節(jié)數(shù)據(jù),置低字節(jié)數(shù)據(jù)的同時(shí)使能D/A芯片的片選信號(hào)(/CS)、寫(xiě)信號(hào)(/WE),然后置數(shù)據(jù)鎖存信號(hào)(/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(yīng)地址信號(hào)構(gòu)成,開(kāi)關(guān)量輸出模塊控制電路由兩片74273 IP軟核及相應(yīng)地址信號(hào)構(gòu)成。功能是實(shí)現(xiàn)嵌入式主板通過(guò)直接訪問(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(duì)正交光電編碼器設(shè)計(jì)的,由方向識(shí)別邏輯(DFF)、閘門(mén)時(shí)間定時(shí)器(GATE10MS)、異步清零位置可逆計(jì)數(shù)器(COUNTER_P)、異步清零速度可逆計(jì)數(shù)器(COUNTER_V)等構(gòu)成,可用于測(cè)量電機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向、位置、速度等運(yùn)動(dòng)信息。電路設(shè)計(jì)如圖4所示。

圖4 多功能擴(kuò)展卡正交解碼模塊控制電路

3 結(jié)論
該多功能擴(kuò)展卡已經(jīng)成功地應(yīng)用到國(guó)家體育總局奧運(yùn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“帆板搖帆訓(xùn)練測(cè)試系統(tǒng)研究”中,成功地完成了對(duì)交流伺服電機(jī)式阻力源的控制。訪問(wèn)協(xié)議與臺(tái)灣研華工控機(jī)ISA板卡兼容,可獲得組態(tài)軟件編程支持。采用了復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)技術(shù),大大提高了系統(tǒng)的可靠性、靈活性。

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