用CPLD實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與ISA總線并行通信
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IOCHRDY 用來(lái)使ISA接口等待5個(gè)時(shí)鐘周期；
DLY_D 延時(shí)輸入信號(hào)；
DLY_CK 延時(shí)等待時(shí)鐘信號(hào)；
DLY_CLR
等待清除信號(hào)，為開(kāi)始下一次送數(shù)周期作準(zhǔn)備；
DELAY 延時(shí)5個(gè)時(shí)鐘周期后的輸出信號(hào)，作為DLY_CLR信號(hào)的輸入；
SYSCLK ISA接口的系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)。
在MCS51與PC104進(jìn)行通信的過(guò)程中，DLY_D信號(hào)一直有效（高電平）。在信號(hào)SYSCLK的作用下，每5個(gè)時(shí)鐘周期DELAY信號(hào)有效一次，即為高電平。此時(shí)DLY_CLR信號(hào)有效（低電平），IOCHRDY信號(hào)變?yōu)楦唠娖?，PC104可以讀寫數(shù)據(jù)。
地址譯碼部分采用文本輸入方式，用ALTERA公司的硬件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言AHDL（ALTERA HARDWARE DESCRIPTION Language）。AHDL是一種模塊化的高級(jí)語(yǔ)言，完全集成于MAX+plusII系統(tǒng)中，特別適合于描述復(fù)雜的組合邏輯、狀態(tài)機(jī)和真值表，地址譯碼部分用文本輸入方式，這充分體現(xiàn)了文本輸入方式的優(yōu)點(diǎn)。文本輸入內(nèi)容如下：
SUBDESIGN Address
(
PCA[9..0] : INPUT;
AEN,IOR,IOW : INPUT;
RESETDR,DELAY : INPUT;
A[15..14] ：INPUT;
RD,WR : INPUT;
DLY_D : OUTPUT;
DLY_CK : OUTPUT;
DLY_CLR : OUTPUT;
STATE : OUTPUT;
PCRD : OUTPUT;
PCWR : OUTPUT;
MCURD : OUTPUT;
MCUWR : OUTPUT;
)
BEGIN
!DLY_CLR=RESETDR#DELAY;
DLY_D=!AEN (PCA[9..1]=
=H"110");
DLY_CK=!AEN (PCA[9..1]=
=H"110")(!IOR # ! IOW);
!PCWR=!AEN(PCA[9..0]=
=H"220") !IOW;
!PCRD=!AEN(PCA[9..0]=
=H"220") !IOR;
!STATE=!AEN(PCA[9..0]=
=H"221")!IOR;
!MCSRD=([15..14]= =H"1") !RD;
!MCSWR=(A[15..14]= =H"2" !WR;
END;
說(shuō)明：PCA[9..0]是PC104的地址信號(hào)，A[15..14]是單片機(jī)的地址信號(hào)，PC104用到端口地址220H和221H。
3 通信軟件設(shè)計(jì)
PC104是基于ISA總線的，在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中要防止地址沖突。PC104中使用A0～A9地址位來(lái)表示I/O端口地址，即可有1024個(gè)口地址：前512個(gè)供系統(tǒng)板使用，后512個(gè)供擴(kuò)充槽使用。當(dāng)A9=0時(shí)表示為系統(tǒng)板上的口地址；A9=1時(shí)，表示擴(kuò)充插槽接口卡上的口地址[2]。因此，采用保留的口地址220H和221H，保證不會(huì)發(fā)生地址沖突。
本程序中PC104采用查詢方式接收數(shù)據(jù)，單片機(jī)用中斷方式接收數(shù)據(jù)。
#define pcreadwrite 0x220 /*PC104讀寫數(shù)據(jù)口地址*/
#define pcrdstate 0x221 /*PC104查詢狀態(tài)口地址*/
PC104寫數(shù)據(jù)函數(shù)：
Void pcwrite(int port,unsigned char ch)
{ outportb(pcreadwrite,ch);
while ((inportb(pcrdstate)0x02)!=0x02);
/*等待單片機(jī)讀走數(shù)據(jù)*/
{ }
}
單片機(jī)讀子程序：
MCUWR：MOV DPTR，#4000H
MOVX A，@DPTR
RETI
PC104讀數(shù)據(jù)函數(shù)：
Unsigned char pcread(int port)
{ while((inportb(pcrdstate)0x01)!=0x01);/*等待單片機(jī)寫數(shù)據(jù)*/
{}
return inportb(pcreadwrite);
}
單片機(jī)寫子程序：
MCUWR：MOV DPTR，#8000H
MOVX @DPTR，A
；等待PC104讀走數(shù)據(jù)
RET
4 結(jié)論
用CPLD實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與ISA總線接口的并行通信，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，1片CPLD芯片足夠，并且控制方便，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，通信效率高。本設(shè)計(jì)方法已成功地應(yīng)用于作者開(kāi)發(fā)的各種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，用作單片機(jī)與PC104之間的并行數(shù)據(jù)通信，效果非常理想。
評(píng)論