基于可编程逻辑器件的定时器设计

电子工程师　．２８　Ｎｏ．２　２００２　基于可编程逻辑器件的．￣ｍ－Ｊ－器设计　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ａ　Ｔｉｍｅｒ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＣＰＬＤ　北方工业大学　（１０００４１）　张常年　王振红　【摘　要】介绍了用ＥＤＡ技术实现的９９分钟内定时。本系统基于ＶＨＤＩ　语言，以　：ＰＩ　Ｄ为核　。　关键词：ＶＨＤＬ语言，ＣＰＬＤ，定时器　［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｉｔ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　９９　ｍｉｎｕｔｅ　ｉｎｎｅｒ　ｔｉｍｉｎｇ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＥＤＡ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅ　ｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＶＨＤＩ　ｌａｎｇｕａｇｅ　ａｎｄ　ｔａｋｅｓ　ＣＰＩ　Ｄ）ｅｖｉｃｅ）ａｓ　ｉｔｓ　ｃｏｒｅ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｖ１４ＤＬ，ＣＰＬＤ，ｔｉｍｅｒ　（Ｃｏｍｐｌｅｘ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　传统的９９分钟定时器的设计，硬件连线复杂，　可靠性差。而采用ＣＰＬＤ、基于ＶＨＤＬ语言的设计，　则硬件简单，性能稳定，充分体现了可编程逻辑器件　在数字电路中的优越性。　模块和译码器模块。　＿一—１１ＭＥＲ一‘　Ｃ吼　Ｑ［６　０　ｌ系统设计　图２　ＴＩＭＥＲ模块　１．１设计要求　该定时器的设计要求如下：整体清零；可以定时　最高到９９分钟；以秒速度递增置预定时间，以分速　度递减至零，报警或启动其它电路。　采用的硬件：主芯片为ＭＡＸ７１２８Ｓ１　Ｃ８４—１　５；时　钟信号，提供秒信号；两位数码管　（３）各个模块分析　计数模块：输人秒信号，输出两个四位的ＢＣＤ　码．分别用来表示个位与十位；可整体复位清零；可　以秒的速度递增，最高到９９，实现置位；以分的速度　递减到零，实现计时的功能。　出、到译码器。　１．２设计思想　该定时器的设计思想是基于ＶＨＤＩ　语言，使用　Ｔｏｐ—Ｄｏｗｎ的设计方法。　二选一选择器模块：对个位与十位循环扫描输　（１）定时器总体架构，如图１所示。　鞋　译码，输出到数码管。　译码器模块：对输人的四位ＢＣＤ码进行七段码　１．３系统各部分的设计　模块图如图２所示取名为ＴＩＭＥＲ。图中，ＲＥＳ　用来整体复位清零；ＣＩ　Ｋ提供了秒信号，频率为　１Ｈｚ；ＣＩ　ＫＩＩＩ是用来扫描输出的，选用频率大于　５０Ｈｚ的时钟；ＣＮ用来置位，高电平时有救，将以秒　图１总体架构　的速度，从零递增到所需定时的时间，再以分的速　（２）各部分分析　控制计数部分：由一个计数模块构成．用来实现　计数等主要功能。　度，实现定时，直到零，结柬，ＣＯＵＴ输出高电平，可　管上显示出来。构成如图３所示。　下面对各个模块进行分析：　启动各种电路或发出警报，时间的变化部将在数码　显示部分：对计数结果进行扫描译码输出显示，　输出接数码管，分为两个模块，分别是２选一选择器　收稿日期：２００１—１２　１　４　・５８・　（１）ｃｔｒｌ：如图４所示。计数模块，这是核心部分；　维普资讯 http://www.cqvip.com

张常年．等：基于可璃程逻辑器件的定时器设计　ｒｅｓ复位，清零，采用异步复　位。ｃｎ置位，高电平有效。ｔＯＵｔ　ｌ９ｌ　定时结束，产生高电平。Ｉ　ｏｗ，　Ｈｉｇｈ为输出四位ＢＣＤ码，用　于显示。Ｃｎ有救时，ｃｌｋ脉冲　上升沿到来．计数加Ｉ；低电平　时，置位结束，进人计时阶段，　每６０个时钟，相当于一分钟，　发出一个脉冲，使输出计数减　图３构成　ｌ１］ｃｌｋ】　１，直至到零结束，使ｃｏｕｔ位高电　平　ｄｉｓｐｌｏｗ＜＝　００００　源程序如下：　ｌｉｂｒａｒｙ　ｉｅｅｅ；　ｕ　ｅ　ｉｅｅｅ．ｓｔｃｌ　１ｏｇｌｅ—ｉｆ　ｄｉｓｐｈｉｇｈ一０　ｔｈｅｎ　ｔｏｕｔ＜：’１’Ｅ　ｌ１６４．ａｌｌ；　ｕｎｓｉｇｎｅｄ．ａｌｌ：　ｅｎｄ　Ｌ｛　ｕｓｅ　ｉｅｅｅ．ｓｔｄ　ｅｎｔｉｔｙ　ｃｔｒ［ｉｓ　ｌｏｇｉｃ　ｅｌｓｉｆ（ｄｉｓｐｈｉｇｈ＞０）ｔｈｅｎ　ｄｉｓｐｈｉｇｈ＜＝ｄｉｓｐｈｉｇｈ一’１’；　ｐｏｒｔ（ｏｎ，ｒｅｓ，ｃｌｋ，ｌｎ　ｓｔｄ　ｃｏｕｔ：ＯＵｔ　ｓｔｄ—ｌｏｇｉｃ｛　ｄｉｓｐｌｏｗ＜一　１００１　ｅｎｄｉｆ；　ｌｏｇｉｃ；　ｌｏｇｉｃ　—ｌｏｗ，ｈｉｇｈＩｏｑｔ　ｓｔｄｅｎｄ　ｃｔｒ】；　ｖｅｃｔｏｒ（３　ｄｏｗｎｔｏ　０））；　ｅｎｄｉｆ；　ｅｎｄｉｆ；　ｅｎｄｉｆ；　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　ｒｔｌ　ｏｆ　ｅｒｅｌ　Ｉｓ　ｓｉｇｎａｌ　ｄｉｓｐｌｏｗ，ｄｉｓｐｈｉｇｈ≈ｓｔｄ—ｌｏｇｉｃ—ｖｅｃｔｏｒ（３　ｅｎｄ　ｐｒｏｃｅｓｓ＃　ｄｏｗｎｔｏ　０）；　ｈｉｇｈ＜＝ｄｉｓｐｈｉｇｈ；　ｌｏｗ＜＝ｄｉｓｐｌｏｗ；　ｅｎｄ　ｒｔｌ　ｂｅｇｉｎ　ａ：ｐｒｏｃｅｓｓ（ｅｌｋ，ｅ／ｌ，ｒｅ￥）　Ｖａｒｌａｂｌｅ　ｃｍ￣ｉｎｔｅｇｅｒ　ｒａｎｇｅ　０　ｔｏ　５ｇ　ｂｅｇｉｎ　（２）ｓｅｌ２ｔ　２选一选择模块，如图５所示，接收由　ｃｔｒｌ输出的四位ＢＣＤ码，通过选择信号ｓｅｌ进行选　择输出。　ｉｆ（ｒｅｓ一’０’）ｔｈｅｎ　ｄｉｓｐｌｏｗ＜一　００００”：　ｄｉｓｐｈｉｇｈ＜一　００００　ｆ　ｃｎｔ≈＝０；　ＣＯｉｌｔ＜一’０’Ｅ　【　ｅｌｓｉｆ（ｃｌｋ’ｅｖｅｎｔ　ａｎｄ　ｃｌｋ＝’１’）ｔｈｅｎ　ｉｆ　ｃｎ＝’１’ｔｈｅｎ　ｉｆ　ｄｉｓｐｌｏｗ＜　１００１　ｔｈｅｎ　图４　ｃｔｒｌ模块　ｊ　：　图５　ｓｅｌ２模块　源程序如下：　ｅｎｔｉｔｙ　ｓｅｌ２　ｉｓ　互　二二　．．．．．一．　．．、ｄｉｓｐ［ｏｗ＜＝ｄｉｓｐｌｏｗ＋’１’：　ｅｌｓｅ　ｄｉｓｐｌｏｗ＜　００００　：　：　图６　ｄｉｓｐ模堤　ｓｔｄ　ｄｏｗｎｔｏ　０）；　ｓｅｌ：ｉｎ　ｓｔｄ　ｌｏｇｉｃ：　ｐｏｒｔ（ｄｌ，ｄ２：ｉｎ　ｌｏｇｉｃ　ｖｅｃｔｏｒ（３　ｄｉｓｐｈｉｇｈ＜＝ｄｉｓｐｈｌｇｈ＋’１’：　ｅｎｄｌ｛；　ｅｌｓｅ　ｉｆ　ｃｎｔ＜５９　ｔｈｅｎ　ｃｎｒ｛一ｃｎｒ＋１‘　ｅｌｓｅ　ｃｎｔ：一０；　ｑ：Ｏｔｌｔ　ｓｔｄ　ｌｏｇｉｃ　ｖｅｃｔｏｒ（３　ｄｏｗｎｔｏ　０））　ｅｎｄ　ｓｅｌ２；　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　ｒｔＩ　ｏｆ　ｓｅｌ２　ｉｓ　ｇｉｎ　ｉｆ　ｄｉｓｐｌｏｗ＞１　ｔｈｅｎ　ｑ＜＝ｄｌ　ｗｈｅｎ　ｓｅｌ一’１’ｅｌｓｅ　ｄｇ；　ｅｎｄ　ｒｔ１；　・５９・　ｄｉｓｐ［ｏｗ＜￣ｄｉｓｐｌｏｗ－－’１’｛　ｅｌｓｉｆ　ｄｉｓｐｌｏｗ一１　ｔｈｅｎ　维普资讯 http://www.cqvip.com

电子工程师　（３）ｄｉｓｐ：如图６所示．译码ｍ－ｒｅｓ　０　．２８　．２　２００２　器模块，对输入的四位ＢＣＤ码　进行七段码译码，输出７位，　＿　（０）到ｑ（６）分别接数码管的ａ　段到ｇ段。　ｍ　源程序如下：　ｅｎｔｉｔｙ　ｄｉｓｐ　ｉｓ　图７仿真图　ｖｅｃｔｏｒ（３　ｄｏｗｎｔｏ　０）；　　ｐｏｒｔ（ｄ：ｉｎ　ｓｔｄ　ｌｏｇｉｃ　ｑ：ＯＵｔ　ｓｔｄ　Ｉｏｇｌｃ—ｖｅｃｔｏｒ（６　ｄｏｗｎｔｏ　Ｏ））；　ｅｎｄ　ｄｉｓｐ；　对系统进行仿真，得到预期的效果，不便将整个　图如图７所示。　仿真图在此显示；对主要部分计数器进行仿真，仿真　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　ｒｔｌ　ｏｆ　ｄｉｓｐ　ｉｓ　ｂｅｇｉｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ（ｄ）　ｂｅｇｉｎ　ｃａｓｅ　ｄｉｓ　ｗｈｅｎ”００００”＝＞ｑ＜　３综合测试　所设计的定时器在实际应用中取得很好的效　果，而且体积小．外设简单，很值得推广，可取代以前　的７４系列和其他复杂的连线。　ｗｈｅｎ　ｏｔｈｅｒｓ＝＞ｑ＜　ｅｎｄ　ｃａｓｅ；　ｅｎｄ　ｐｒｏｃｅｓｓ；　ｅｎｄ　ｒｔｌ；　参考文献　１　曾繁泰，陈美金著．ＶＨＤＬ程序设计．北京：清华大学出　版杜，２００１年２月　２系统仿真　鸯　ｉ　．　蛙　蓝　譬≤　毒ｆ　２　张常年，李洋．基于ＶＨＤＬ语言的远程控制家电系统．计　算机应用，２００１（８）■　兼容ＢＳＮ　６０４０，并将满足蓝牙开发人员对全带宽、　最佳连接、最短数据传输时间以及极低功耗的要求。　德州仪器公司（ＴＩ）日前宣布推出一款新型的，　基于ＲｏＭ的蓝牙基带处理器，该产品满足了客户　在短距离无线连接方面与日俱增的需求。ＴＩ的新型　ＢＳＮ６０５０基带解决方案显著降低了系统成本及所　需板级空间，该产品以５美元的批发价格提供ｒ无　与伦比的高性能和全数据速率的蓝牙链接，从而能　够以经济实惠的价格推出适合新型大众市场消费的　产品。　ＢＳＮ６Ｏ５０在量产中实现了必不可少的、可靠使用的　固有稳定性，这代表了第四代处理器的显著特性。　善　《毒　≤蓝＃毒　‘｝　《　ｇ葚　谣　‰　毒　（上接第５７页）　（２）采取防寄生振荡的措施　在该功率台成电路中，为了防止寄生振荡，具体　采取的措施有：加装电容器；将高频扼流圈绕在集电　极之间加反馈电阻等　（３）采取低压供电与功放保护措施　极的电阻上，以降低扼流圈的Ｑ值；在集电极与基　ＢＳＮ６０５０基带解决方案（基带一ＴＲＦ６００１　ＲＦ）专门为满足种类繁多的蓝牙产品应用要求而精　心设计，如无线信息终端（移动电话、ＰＤＡ、打印机　等）、无线终端附件（电话和音乐／ＭＰ３播放器）、接　人点设备（例如家庭自动化）、汽车远程通信及娱乐　或ＰＣ外设等等。根据Ｓｔｒａｔｅｇｙ　Ａｎａｌｙｔｉｃｓ（ｗｗｗ．　ｓｔｒａｔ　ｇｙａｎａＩｙｔｋｓ．ｃｏｍ）公司的调查显示，美国移动　电话用户愿意在其手机中添加蓝牙技术，并为之支　付２７　的额外费用。与现有的手机平均价格相比，　为功率合成电路提供的是直流＋２７Ｖ电源，且　上下支路由不同的电源部分分别供给，其且的是减　少各电路之间的相互影响。另外，在实际应用中，为　了保护射频功率放大管，还设置了如过热保护和负　载失配保护等电路　参考文献　１　李棠之，杜国新．通信电子线路．北京：电子工业出版社，　２０００　ＢＳＮ６０５０解决方案如此低廉的价格将会使这些用　户的美梦变为现实，从而也使制造商能够以用户愿　意接受的价格推出全套新型消费产品。　与其它ＴＩ蓝牙产品一样，ＢＳＮ６０５０在功能上　・６Ｏ・　２王宝良等．超短波双频段地空通信电台．西安：空军电讯　工程学院，１９９６　３董在望，肖华庭．通信电路原理．北京：高等教育出版杜，　ｌ　９８９■