本科PLD与数字系统设计第5章.pdf

第5章设计实例第5章设计实例5.1实验开发板原理5.2设计实例第5章设计实例5.1实验开发板原理5.1.1实验开发板原理CPLD-A型数字系统实验开发板的核心芯片是CPLD或FPGA整个实验开发板由两块印刷电路板组成。一块含有CPLD或FPGA芯片当需要使用不同型号的CPLD或FPGA芯片时只需要更换这块印刷电路板。第5章设计实例另一块设置了以下几种电路：(1)LED数码管和显示驱动电路可以显示6位有效数字。(2)LED点阵8×8显示电路用于汉字或其他图案显示。(3)数/模转换电路把输入的数字信号通过T型电阻网络转换成模拟输出。如果与比较器相结合可以构成模/数转换电路。(4)单片机控制电路单片机通过与CPLD或FPGA芯片连接的数据传输线与地址选通信号线对其进行控制。第5章设计实例(5)RS-232串行接口电路实验开发板可以与计算机的串行接口进行通信。(6)标准时钟产生电路输出2MHz、2048Hz和8Hz的时钟信号。(7)蜂鸣器及其驱动电路。(8)电平测试电路可以通过发光二极管的亮灭直接判断被测信号电平的高低。(9)5V稳压电源电路、防止外接电源极性接反的控制电路只要能够提供7.5V和500mA电流的直流电源均可作为该实验开发板的电源。该实验开发板的原理框图如图5-1所示。第5章设计实例LED数码管及8×8LED点阵及其驱动电路LED发光二极管其驱动电路按键和波动CPLD蜂鸣器及其开关输入驱动电路(XC95108、XCS10、XC2S15、-串口ispLSI1032RS232时钟产生电路通信电路或EPM7128)数/模转换电路编程接口电路电源稳压电路图5-1实验开发板的原理框图第5章设计实例实验开发板的具体电路见附录A。当采用Xlinx公司的Spartan-Ⅱ系列FPGA芯片时其供电电源电压为2.5V为了能够与其他电源为5V的芯片的管脚相连接XC2S15芯片的I/O供电电源电压接3.3V。XC2S15芯片的电源连接如图5-2所示。第5章设计实例5V2.5V3.3VI/O电源5V3.3VSpartan-Ⅱ5V器件3.3V器件3.3V3.3V图5-2XC2S15芯片的电源连接第5章设计实例5.1.2XC2S15-5VQ100C的管脚连接1．按键的连接XC2S15-5VQ100C的10个管脚分别与10个按键相连。按下按键Ki时Ki为低电平否则Ki为高电平。管脚与按键的连接如表5-1所示。第5章设计实例表5-1管脚与按键的连接第5章设计实例2．LED点阵的连接XC2S15-5VQ100C的管脚与LED点阵(采用行共阳极列共阴极的LED点阵)连接。XC2S15-5VQ100C的3个管脚分别控制3个行控制信号ROW0、ROW1和ROW2当ROW0、ROW1和ROW2均为低电平时选中LED点阵的第一行；XC2S15-5VQ100C的8个管脚分别控制8个列控制信号其中COL1为低电平时选中第一列。LED点阵的