PLD原理圖的設(shè)計與電路仿真

1、 pld原理圖的設(shè)計與電路仿真 1 proteus軟件簡介proteus是來自英國公司的工具軟件，在全球廣泛使用。和其它工具相比，這款軟件的最大特點就在于它能夠模擬單片機?？梢灾苯釉诨谠韴D的虛擬原型eda上編程，并實現(xiàn)軟件源碼級的實時調(diào)試。還能看到運行后輸入輸出的效果。但是現(xiàn)在大家都只注意到proteus對單片機的仿真和如何與keil進行關(guān)聯(lián)調(diào)試，其實proteus還能夠進行pld的電路仿真。pld（可編程邏輯器件）是一種數(shù)字集成電路的半成品，在其芯片上按一定排列方式集成了大量的門和觸發(fā)器等基本邏輯元件，使用者可利用某種開發(fā)工具對其進行加工，即按設(shè)計要求將這些片內(nèi)的元件連接起來，使之完成某

2、個邏輯電路或系統(tǒng)的功能，成為一個可在實際電子系統(tǒng)中使用的專用集成電路。一般的pld設(shè)計軟件只能進行pld芯片的時序邏輯仿真，而proteus能進行pld的電路仿真，可以模擬設(shè)計的pld芯片在電路中實際運行的情況。我們通過使用gal16v8設(shè)計一個在單片機系統(tǒng)里常用的三八譯器，然后在proteus中通過觀察gal16v8中三八譯碼器的輸入與輸出的對應(yīng)關(guān)系來完成pld的電路仿真。2. pld的設(shè)計首先用protel 99se完成pld的設(shè)計。完成后的pld原理圖如下所示：圖1畫好的pld原理圖這是一個3-8譯碼器的pld文件。輸入信號為目標(biāo)元件的2、3、4三個腳，輸出信號為目標(biāo)元件的12-19腳，

3、6-8腳為使能控制端。protel 99se的pld原理圖的設(shè)計與普通原理圖相同，但有幾點是需要注意：生成pld元理圖后，在原理圖中自動加入了兩個pld的元件庫（pld_devices.lib、pld_symbols.lib），pld的電路圖繪制必需使用這兩個庫中的元件。繪制pld原理圖時，必須放置輸入/輸出端口（輸入：ipad、輸出：opad、輸入/輸出：iopad）元件，這些元件所指定的引腳代表著目標(biāo)器件的引腳。在輸入/輸出端口元件放置好后，必須對其進行編號，還要指定該端口元件所對應(yīng)連接的目標(biāo)器件的引腳號。完成pld原理圖后，選擇pld/compile進行編譯，生成各種格式的文件：圖2編譯

4、生成的各種文件打開生成的。jed文件，點擊右鍵，在彈出的窗口中選擇export項，選擇。jed文件的輸出目標(biāo)地址。至此就完成了pld文件的設(shè)計。3 proteus對pld的仿真啟動proteus，繪制好電路圖。圖3 proteus仿真電路圖電路中l(wèi)ed顯示采用低電平時led點亮的顯示方式。電路中i1-i3為gal16v8輸入端口，端口為高電平時為1，低電平時為0，io0-io7為輸出端口，輸出端口為：led燈亮?xí)r端口輸出低電平0，熄滅時為高電平1.為了使pld元件能仿真，還必須在電路中將編譯的。jed文件加入pld元件中：將鼠標(biāo)移到u1（16v8）中，右擊，選擇元件，然后左擊，調(diào)出“元件的屬性

5、”對話框，在屬性對話框中，在窗口中的“jedec fuse map file：”中加入。jed文件：圖4 16v8元件屬性由前面pld的設(shè)計可得3-8譯碼器的真值表：輸入信號輸出信號i3 i2 i1 io7 io6 io5 io4 io3 io2 io1 io0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1

6、1 1 1表1 3-8譯碼器真值表為了觀察16v8的輸入與輸出的對應(yīng)關(guān)系，我們在at89c52的程序（程序見附錄）中將與i3、i2、i1相連的p2_2、p2_1、p2_0三個端口按真值表中的順序依次改變，觀察led燈是否由io0至io7依附點亮。將單片機的程序加入at89c52后，在proteus中點擊play鍵觀看電路仿真結(jié)果：當(dāng)輸入端的i1、i2、i3值按程序設(shè)定按真值表中的000111依附改變時，輸出端對應(yīng)led燈按真值表中的對應(yīng)關(guān)系由io0至io7依次點亮，如下圖。說明pld器件16v8設(shè)計的三八譯碼器譯碼正確。圖5譯碼電路對應(yīng)輸入/輸出截圖4.結(jié)語單片機與pld的結(jié)合是當(dāng)前嵌入式設(shè)計

7、經(jīng)常采用一的種方式。但如果要進行硬件電路測試和系統(tǒng)調(diào)試則比較麻煩，因為要進行這兩個過程必須在電路板制作完成、元器件焊接完畢之后進行。而電路板的制作、元器件的安裝、焊接是費時費力的，如果采用作為單片機系統(tǒng)的仿真工具proteus進行單片機和pld的仿真，則不用制作具體的電路板也能夠完成以上工作。在使用proteus運行系統(tǒng)虛擬開發(fā)成功之后再進行實際制作，可以直觀得觀察電路的運行情況，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計的錯誤，可以極大的提高開發(fā)效率、降低開發(fā)成本、提高開發(fā)速度。程序附錄：#include sbit p2_0=p20；sbit p2_1=p21；sbit p2_2=p22；void delaytime（int count）；void main（void） while（1） p2_2=0；p2_1=0；p2_0=0；delaytime（500）；p2_2=0；p2_1=0；p2_0=1；delaytime（500）；p2_2=0；p2_1=1；p2_0=0；delaytime（500）；p2_2=0；p2_1=1；p2_0=1；delaytime（500）；p2_2=1；p2_1=0；p2_0=0；delaytime（500）；p2_2=1；p2_1=0；p2_0=1；delaytime（500）；p2_2=1；p2_1=1；p2_0=0；delaytime（500）；p2_2=