纯单片机和纯CPLD设计的优缺点分析

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毕业设计137基于单片机+CPLD体系结构的信标机设计

基于单片机+CPLD体系结构的信标机设计摘要在机场的无线电通信导航设备中，信标机是一种重要的导航设备，因此对信标机的研究和设计具有十分重要的战略意义。

我撰写的论文题目是基于“单片机+CPLD体系结构的信标机设计”，此论文主要针对现在使用的信标机设计技术及元器件类型相对陈旧，实现功能过于手工化、分离元件过多，体积大、重量大、维修困难等问题，为实现设备的小型化、模块化和标准化，进一步提高设备的集成度和可靠性，提高智能化，为此，我根据目前广泛应用于各类仪器、设备中的单片机、CPLD器件，对基于单片机+CPLD体系结构的信标机设计方法进行了浅显的探讨。

设计的主要内容如下:1.对单片机、CPLD和FPGA性能特点进行分析，提出了基于“单片机+CPLD体系结构”的信标机设计方案;2.在CPLD中实现音频信号分频的计算方法，给出了设计原理图;3.单片机与CPLD接口以总线方式实现译码、数据和控制锁存功能的VHDL设计;4.信标发射机的设计;5.给出了整机监控流程图和单片机监控程序的编制。

本文详细介绍了信标机的实现方法，对实现信标机的小型化、微机化进行了有益的尝试，具有一定意义。

关键词单片机信标机 CPLDBased on “MCU+CPLD Architecture”to design beacon tranmitterAbstractBeacon transmitter is an important device to the wired comunication and navigation in airport,so it's of great strategic value to make applied researches.This paper's name is baseed on "MCU+CPLD Architecture" to design beacon transmitter. this thess points out some disadvantages of device ,such as technology backward in technique and type of components obsolete，manual operations，many absolute components，very large size and weight,operating and maintaining diffculty. In order to small size and modules and standardization ,and improve the device's intergrated and very high enough realiability ,intelligence, I explored the methodof beacon transmitter's designing based on "MCU+CPLD Architecture",according to MCU,CPLD components applied to the many instrument and device.The major work of this dissertation is as follows.1. Analysising the feature of MCU,CPLD, FPGA, I provided the method of beacon transmitter basee on "MCU+CPLD Architecture".2. Audio signal frequency is implemented in CPLD,give the schematic of the designing.3. Decording,latching data controlling signals are implemented in CPLD by interface between MCU and CPLD.4. Beacon transmitter's designing.S. Drawing the flow chart and making the MCU controlling and monitered programe.This paper introduced the method of the beacon transmitter, and gived the advantage tastes bymaking beacon transmitter very small size and controlled by computer.Key words MCU beacon transmitter CPLD目录第一章绪论 (1)1.3研究背境 (2)第二章解决方案、设计内容和技术难点 (3)2. 1解决方案 (3)2.1.1 CPLD/FPGA器件及EDA设计技术 (3)2.1.2“单片机+CPLD体系结构”的特点 (5)2.2设计内容 (7)2.2.1信标机的系统结构框图 (7)2.3技术难点 (8)2. 3. 1 CPLD与单片机的接口方式 (8)2. 3. 2 CPLD片内功能的实现 (8)2.3.3可编程逻辑器件的选型 (8)第三章CPLD片内逻辑功能设计 (9)3. 1 CPLD选型 (9)3. 1. 1 CPL。

基于单片机和CPLD的控制系统的设计

了单片机硬件、软件的设计难度，也就造成电路复杂、控制不便、可靠性降低，而且增大了电路的功耗、体积和重量。同时接口芯片提供的端口数未必
与实际需要的端口数相等，能根据实际情况分配不Ｉ０的数量，易造成芯片部分资源的浪费。而／容ＣＬＰＤ具有丰富的可编程ＩＯ引脚，且由于其在／并系统可编程的特点，计者能够自己定义器件的内设部逻辑和管脚，用一片ＣＬ使ＰＤ就可以扩展单片机
法，在输出速率要求不高的情况下，以使用普通可
ＩＯ口作为扩展的串行口，并行接口通常使用／而８５２５和８５１５等传统的微处理器接口芯片来扩展。
基本逻辑元件。通过软件编程可以实现这些元件
的连接，而使之完成某个逻辑电路或系统的功从能，成为一个可在实际电子系统中使用的ＡＩ。ＳＣ目前，大的两家ＣＬ／ＰＡ生产厂商分别最ＰＤＦＧ是ＡＴＲ以及ＸＨＮＬＥＡＩＸ。本系统使用的
自２０世纪８０年代单片机引入我国以来，片单机产品的普及促使单片机的应用设计日益广泛。传统的单片机控制系统由单片机以及外围扩展芯
片组成，是这些外围芯片一般具有接线重复性但
摘
要
介绍一种单片机和ＣＬＰＤ结合的控制系统。利用ＣＬＰＤ扩展控制系统的端口，使用ＶＤＨＬ硬件语言作为ＣＬＰＤ的输单片机ＣＬＰＤＩ０口扩展／＇文献标识码Ａ

单片机与CPLD的应用

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模式。各个对象采用的三总线连接．根据这种电路
结构。这里给出一种单片机同ＣＰＬＤ的总线接口模
式。如图４所示。ＭＣＵ
ＣＰＬＤ
卅
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Ｐ０弋双向数据总线ｙ；Ｉｏ
图６原理图输入设计ＣＰＬＤ该原理图编译成功后，我们还需要根据实际电路连接图分配绑定引脚，引脚绑定如图７所示。再编译就可以得到可供下载的文件’．ｐｏｆ了，最后只需要将下载电缆连接到电路板上，仍然通过该软件即可完成下载。
万方数据２４ｌ２０１１．０１ＩＷＷＷ．ｅｌｅｌ６９．ｃｏｒｎ
正因为ＣＰＬＤ的ＩＯ脚是可以随意分配的，通常我们会结合实际的ＰＣＢ板设计布线的便利来调整引脚分配。引脚分配更改后，只需要重新分配引脚再编译下载即可。
首先从熟悉的最小系统电路电路说起。如图１所示。图中用网络标号实现电路连接，这样绘制的电路图清晰整洁。Ｕ１是经典的５１单片机ｌＣ．复位电路和晶振电路是传统电路，这里Ｃ５电容是靠近单片机ＶＣＣ引脚的。用来对电源滤波．图中其它芯片ＶＣＣ附近都有相同功能的滤波电容。Ｕ２是经典的低八位地址锁存电路，这里的７４３７３也可以用７４５７３代替，Ｕ３是地址译码电路，７４１３８实现连续８个地址（１＃井＃＃＃＃静＃＃样＃＃０００～１＃＃静样样样样＃＃＃｛ｌｆ撑１１１，｛Ｉｆ是无关位。可以是０也可以是１，取决于电路其它部分的需要）对象扩展。这些电路教科书上都有详细介绍，如果不能理解，请参考笔者在本刊２００７年１２期撰写的文章《５１系列单片机总线时序分析与编址技术》ｏ

CPLD设计

随着单片机和微型计算机[26]的高速发展，伺服系统逐渐向智能化方向的发展，并伴随外围电路专用集成电路的出现，促进了直流伺服电动机控制技术的显著进步。

当这些技术领域发展到一定程度就构成快响应、高精度的直流伺服系统，进而电力半导体驱动装置逐步取代了电液驱动，比如军用伺服系统。

正因为直流电机容易进行调速，并能在大范围内实现精密的位置控制和速度控制，所以直流伺服系统广泛应用于要求系统性能高的场合；直流伺服电机具有良好的机械性，能在大范围内实现启动、制动、平滑调速和正反转等，在传动领域中仍占有很重要的地位；从传动系统来看，随着直流电机调速系统的不断更新与发展，作为控制系统的核心部件的微机，具有控制、监视、检测、故障诊断与故障处理的多功能电气传动系统正在形成。

由于近年来电力电子技术和微电子的快速发展，使得各种伺服电机控制的智能化功率集成电路系统正朝着模块化、数字化的方向发展[21~25]。

概括的说，伺服系统的发展趋势可以体现在以下几个方面：第一：全数字化。

新的伺服系统是高度集成化的、多功能的控制单元；同一个控制单元中，只要通过软件设置参数，就能改变其性能。

它可以通过接口与外部位置传感器或速度传感器构成高精度全闭环控制系统，也可以使用电机本身配置的传感器构成半闭环控制系统；高度的集成还大大地缩小了整个系统的体积，简化了伺服系统的安装与调试。

第二：智能化。

智能化是工业控制设备的趋势，伺服驱动系统也逐渐向智能化方向发展。

伺服控制单元的智能化主要有以下几个特点：首先它们都具有记忆功能，所有系统的运行参数都保存在伺服单元的内部，这些参数都可以通过通信接口在计算机上修改，使用起来很方便；其次它们都有故障诊断的功能，当系统出现故障时，可以通过计算机把故障的类型以及故障的原因清楚地显示出来，极大地减少了维修与调试的时间；其次，某些伺服系统还具有特定的参数自整定功能，该伺服单元可以通过几次运行，将系统的参数整定出来，进而实现其最优化控制。

cpld和单片机接口

单片机
优点：
强大的信息（数据）处理、逻辑分析、决策判断等能力；体积小、性价比高、功能灵活、可靠性高、易于人机对话。
CPLD/FPGA
优点：
用户可自定制逻辑，在线可编程，开发便捷。信号传输效率高，适合高速采样场合；可以加密，抗干扰能力强，功耗低，可靠性高；
缺点：
低速；
缺点：
一般只能实现数字逻辑；
程序实现： 1)单片机部分
#define CPLD ADDRESS 0x0000 #include <absacc. h> main() { unsigned charA DDRESSIndex; //CPLD某个功能部件的地址 unsigned char DATA_READ，DATA_WRITE; XBYTE [CPLD_ADDRESS+ADDRESSIndex]=DATA_WRITE;//单片机向 CPLD写数据 DATA_READ=XBYTE[CPLD_ADDRESS+ADDRESSIndex]; // 单片机从 CPLD读数据 }
系统硬件构成框图：
图4 系统组成框图
CPLD与单片机及键盘、显示器的接口：
图5
键盘、显示器与CPLD及单片机的接口
打印机与CPLD及单片机的接口：
INT1
P0 WR RD CPLD
BUSY
Data1~7 8031
STROBE
图6
打印机与CPLD及单片机的接口
程序设计：
下位机负责数据的采集、抽样和发送。为了保证数据采集的实时性，下位机在未收到上位机指令时，内部轮流对8路模拟信号进行采集和变换，并存入缓冲存储器中。上位机负责数据的接收、处理和打印。上位机发送完指令后，立即转人接收状态，等待从远端下位机回送两个字节的数据，如果在规定的时间内未收到数据，或者是收到的数据中两个字节不一致，则说明通讯线路有错误，不能接收该数据，故重新发送一次指令，如果重发3次都未成功，则发出出错报替信号，提醒用户检查线路或设备。否则，上位机对收到的有效数据进行处理，将数值大小为0~255之间的数据转换为0^-5 V 的电压值，并进行显示。同时还要扫描键盘，处理各种功能键，完成用户的功能要求。 CPLD主要完成接收单片机发送来的数据并控制4个LED数码管显示相应的数码，同时控制打印机将上位机处理的结果打印输出。

PLC控制系统与单片机控制系统差别与本质区别及优缺点

PLC控制系统与单片机控制系统差别与本质区别及优缺点PLC（Programmable Logic Controller）控制系统和单片机控制系统是常见的自动化控制系统。

它们在原理、应用、优缺点等方面存在一定的差别和本质区别。

首先，PLC控制系统主要用于工业自动化领域，而单片机控制系统主要用于小型设备和家电等应用中。

PLC控制系统具有高可靠性、稳定性和灵活性，适用于复杂的工控环境；而单片机控制系统成本较低、易于开发和控制，适用于一些简单的控制任务。

PLC控制系统的本质区别在于其以可编程逻辑单元（PLC）为核心，采用了模块化设计并具备丰富的输入、输出接口，可以实现多种信号的输入和输出，并且具备多种通讯接口，方便与其他设备进行联网；而单片机控制系统的本质是以单片机芯片为核心，通过编程实现具体的控制功能。

其次，PLC控制系统具有以下优点：1.可编程性强：PLC可通过编程灵活地实现不同的控制逻辑和功能。

2.大容量存储：PLC系统具有较大的存储空间，可以存储大量的程序和数据。

3.稳定性高：PLC系统具有良好的抗干扰和抗干扰能力，适用于恶劣的工业环境。

4.支持多种通讯接口：PLC系统可以通过各种通讯接口实现与其他设备的联网。

5.易于维护和升级：PLC系统采用模块化设计，故障的维修和系统的升级较为方便。

而单片机控制系统具有以下优点：1.成本较低：单片机芯片与PLC相比成本较低，适用于一些对成本敏感的场景。

2.硬件接口丰富：单片机具有丰富的外设接口，方便与各种传感器和执行器进行连接。

3.控制精度高：单片机具备较高的运算速度和灵活的控制算法，可以实现高精度控制。

4.程序可视化：单片机的开发环境通常采用可视化开发工具，方便开发人员进行调试和维护。

然而1.性能限制：PLC系统的处理能力和运算速度相对较低，对于一些复杂的控制算法和实时性要求高的应用不够适用。

2.学习成本高：PLC编程语言通常是特定的标准化语言（如LD、ST 等），学习和掌握需要一定的时间和精力。

FPGA、CPLD、ASIC、DSP、单片机的区别

1. FPGAFPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。

它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

以硬件描述语言（Verilog或VHDL）所完成的电路设计，可以经过简单的综合与布局，快速的烧录至FPGA 上进行测试，是现代IC设计验证的技术主流。

这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路（比如AND、OR、XOR、NOT）或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。

在大多数的FPGA里面，这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器（Flip－flop）或者其他更加完整的记忆块。

系统设计师可以根据需要通过可编辑的连接把FPGA内部的逻辑块连接起来，就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里。

一个出厂后的成品FPGA的逻辑块和连接可以按照设计者而改变，所以FPGA可以完成所需要的逻辑功能。

什么是FPGA?简单来说，FPGA就是“可反复编程的逻辑器件”。

FPGA取自Field Programmable Gate Array的首个字母，代表现场(Field)可编程(Programmable)逻辑阵列(Gate Array)。

由于在产品发售后您仍然可以对产品设计作出修改，因此我们可以顺利地对产品进行更新以及针对新的协议标准作出相应改进。

相对于对售后产品设计无法进行修改的ASIC和ASSP来说，这是FPGA特有的一个优势。

由于FPGA 可编程的灵活性以及近年来科技的快速发展，FPGA也正向高集成，高性能，低功耗，低价格的方向发展，并具备了与ASIC和ASSP 同等的性能，被广泛地使用在各行各业的电子及通信设备里。

FPGA与CPLD的区别尽管很多人听说过CPLD，但是关于CPLD与FPGA之间的区别，了解的人可能不是很多。

FPGACPLD单片机比较

比较FPGA/CPLD与单片机的差异引言信息技术正在快速发展，其应用已经深入到各个领域各个方面。

如今越来越多的电子产品向着智能化、微型化、低功耗方向发展，其中有的产品还需要实时控制和信号处理。

电子系统的复杂性在不断增加，它迫切要求电子设计技术也有相应的变革和飞跃。

使用纯SSI 数字电路设计系统工作量大，灵活性低，而且系统可靠性差。

广泛使用单片机(MCU) 设计系统克服了纯SSI 数字电路系统许多不可逾越的困难，是一个具有里程碑意义的飞跃。

近年来，PLD 器件迅速发展，尤其是CPLD/ FPGA 向深亚微米领域进军，PLD 器件得到了广泛应用，以CPLD/ FPGA 为物质基础的EDA 技术诞生了。

它具有电子技术高度智能化、自动化的特点，打破了软硬件最后的屏障，使得硬件设计如同软件设计一样简单。

它作为一种创新技术正在改变着数字系统的设计方法、设计过程和设计观念。

单片机，DSP ，PLD/ EDA 以其各自的特点满足了各种需要，正从各个领域各个层面改变着世界，它们已经成为数字时代的核心动力，推动着信息技术的快速发展。

以下，将对单片机，FPGA/CPLD别加以介绍，并作比较和分析。

单片机：单片机是集成了CPU ，ROM ，RAM 和I/ O 口的微型计算机。

有的单片机例如msp430将微处理器核和所有的周边设备包括TIMER、PWM、ADC、DAC、UART、SPI、I2C、CAN、E2PROM、USB等等全部集成在一个芯片里。

力图能满足所有设计工程师的需要。

单片机业控制，因此又叫微控制器(MCU) 。

它与通用处理器不同，它是以工业测控对象、环境、接口等特点出发，向着增强控制功能，提高工业环境下的可靠性、灵活方便地构成应用计算机系统的界面接口的方向发展。

所以，单片机有着自己的特点。

品种齐全，型号多样自从INTEL 推出51 系列单片机，许多公司对它做出改进，发展成为增强型51 系列，而且新的单片机类型也不断涌现。

单片机好还是plc好

单片机好还是plc好单片机好还是PLC好在控制系统领域，单片机（Microcontroller，简称MCU）和可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）是两种最常见的控制设备。

它们各自具有自己的优点和应用领域。

然而，要判断哪种设备更好，需要考虑多种因素，包括项目需求、预算、技术要求等。

首先，我们来看看单片机。

单片机是一种功能强大且灵活的设备，内部集成了处理器、存储器、输入输出接口等关键组件。

它适用于小规模的控制系统，如家用电器、智能家居、嵌入式系统等。

单片机具有较低的成本、较小的体积和较低的功耗，可以在各种环境中稳定运行。

此外，单片机具有灵活的编程能力，可以根据不同的需求进行编程和自定义。

这使得单片机非常适合个人和小型项目。

然而，单片机也有一些局限性。

首先，单片机的输入输出端口通常较少，如果需要连接大量传感器和执行器，可能会不够用。

其次，单片机的可编程能力相对较强，但对于复杂的逻辑控制和通信任务来说，可能会显得力不从心。

因此，在一些大型工业自动化项目中，单片机往往难以满足需求。

相比之下，PLC是专门为工业自动化设计的控制设备。

PLC由处理器、输入输出模块、通信接口等组成，具有更强大的计算和控制能力。

PLC适用于大型工业控制系统，可以处理复杂的逻辑控制任务，支持大量输入输出端口的扩展。

PLC具有可靠性高、抗干扰能力强的特点，适用于严苛的工业环境。

然而，PLC的价格相对较高，对于个人和小型项目来说可能不太划算。

此外，PLC的编程语言通常是用图形化的Ladder Diagram （梯形图）进行编程，对于没有相关经验的人来说可能会有一些学习曲线。

此外，PLC通常需要配备专业的编程软件和硬件设备，使得投入成本更高。

综上所述，选择单片机还是PLC取决于具体的项目需求和预算。

如果是个人或小型项目，预算有限且控制任务相对较简单，单片机可能是更好的选择。

单片机具有灵活的编程能力和低成本的优势，适用于小规模的控制系统。

浅析单片机与P L C的异同

浅析单片机与P L C的异同苗红■(邢台技师学院河北邢台054001)摘要：单片机和PLC天电气白磅亿和机电一体亿亿等专生的学生曲学的两门课程。

许多学生在学习过程中．很长时同都捣不清蔓焉者的区则与联秉。

本支从单片机和Pke曲声生．定辰．特点以及应用范Jl等方面一妥用连了两者的异同之赴。

关键词：单片机PLC中圉分奏号lu4q毒．文献标识码…A 文章编号11674--095X(2008)OS(R)--0021--OI1单片机基本概念魏们知道，计算机系镜由五大部分一一髑控削单元(C P U)、算术运算单元(ALV)、存储器(Memo rY)、输入设备(Input)、输出设备(Output)组成。

早期计算机的Cu或ALU由一块甚至多块电路板组成。

CU和ALU是分离的，随着集成度的提高，cU和ALU合在一块就组成了中央处理单元(即CPu)，接着将CPU集成到单块集成电路中就产生MPU或MeU．出现了如Intel4004、8008、s080，8085、8086、8088、zSO等MPU。

此后，MPU的发展产生了嘎条分支。

一支往高性能，高速度、大容量方向发展，典型芯片如：IntelS0186、286、386、486、586，P2，P3、P4等，速度从4．7MH Z到现在的3．2GH z。

另一支则往多功能方向发展，将存储器如ROM．PROM、EPROM，EEPROM，FLASH ROM，SRAM等，输入／出接口如Timer／Counter，PWM，ADC／DAC、UART、IIC，SPI，RTC．PCA、FPGA等全部集成在一块集成电路中而成为SOC(System On a Chip)。

这就是当今广泛应用的单片计算机，简称单片机。

所谓单片机，就是把中央处理器C P U(Central Processing Unit)，存储器(memory)，定时器，I／0(Input／0utput)接口电路等一些计算机的主要功能部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。

单片机与CPLD综合应用技术分析

单片机与CPLD综合应用技术分析郝文莲【摘要】随着我国的科学技术水平的提高,一些新技术也得到了广泛应用,单片机和CPLD的技术应用有着诸多的优势,技术应用的成本相对比较低,综合应用的效果比较好.本文主要就单片机和CPLD综合应用技术进行详细探究,希望能从理论层面进行深化.【期刊名称】《南方农机》【年(卷),期】2018(049)014【总页数】1页(P89)【关键词】单片机;CPLD;技术应用【作者】郝文莲【作者单位】襄阳汽车职业技术学院,湖北襄阳 441021【正文语种】中文【中图分类】TP368单片机在实际应用过程中，性价比高、比较可靠，对于数据处理的能力也比较突出，但是也有着一些缺陷，主要体现在内部资源因素的限制下，单片机无法扩展资源发挥其技术应用的作用。

通过此次将CPLD与之相结合应用研究，就能对技术的综合应用效果的良好起到促进作用。

1 单片机和CPLD的综合应用硬件设计将单片机和CPLD进行综合应用能发挥其积极作用，CPLD的开发工具在系统的应用当中发挥着重要作用，主要是对EDA工具软件的应用，能对硬件的设计进行优化，内部结构也不用过多的了解就能完成设计的目标。

单片机和CPLD的结合形成的系统是比较复杂的，其中的硬件系统是多个子系统所组成的，CPLD的功能比较大，实际设计当中单片机变得较为方便，编程的控制也比较简单，在增加数码管软硬件的更改也比较方便[1]。

从其整机系统的构成能发现，主要是通过重要的部分组成，包括单片机以及键盘输入电路，液晶显示电路以及串行通信电路等，这些组成部分所发挥的作用有着不同。

从单片机以及CPLD的综合系统硬件的功能模块上来看，功能的发挥是通过相应的功能模块进行控制的。

其中单片机以及液晶显示电路是比较重要的电路内容，液晶显示的类型比较多样，能够进行动态化的显示，并且显示的信息量也比较大。

另外，单片机以及PC机串行通信接口电路方面进行设计的过程中，要对串行标准通信接口以及电平转换问题充分考虑，设计时要注重遵循可靠以及通道抗干扰能力和通信速度距离等要求，只有按照使用的要求进行设计，才能保障其电路的应用作用充分发挥[2]。

基于单片机和CPLD的等精度频率计设计

在升沿触发的，在Tpr 时间内对Fx 的计数Nx 无误差;在此时间内Fs 的计数Ns 最多相差一个脉冲，即!p et I< 1, 1 09下
式成立:
Fx/ Nx=Fs/ Ns Fxe/ Nx =Fs/ (Ns+ p et ) 所以有:
S C IENCE & TECHNOLOGY INF OR MA T ION
T‘ 技
术
基于单片机和 CP LD 的等精度频率计设计
魏景田
( 古林省古林市环境卫生科学研究所)
摘要: 本文主要论述了利用CPLD 进行测频计数，单片机实施控制实现多功能频率计的设计过程。该频率计利用CP LD 来实现频率、周期、脉宽和占空比的测量计数，利用单片机完成整个测量电路的测试控制、数据处理和显示输出。关键词:频率计测频等精度单片机 CPLD 中图分类号:T M935 文献标识码: A 文章编号: 1672- 3791(2007)12(a卜0072- 02
Fx = (Fs/ Ns)*Nx
图2 系统原理框图
图 3 R9试原理框
科技资讯 SCIENCE & 丁 ECHNOLOGY INFORMATION
丁技
术
马上跳转到测频子程序，测频子程序先置测频控制位 CLR(PI A , TF(P l . 1), CHOISE(P1. 2) ， CPLD 内的计数器清零，将然后通过键盘将预置门的时间值读入单片机，扣开预置门进行测频计数，等预置门时间到后，关断预置门， CPLD 关断预置门后将给单片初一个结束信号，单片机读到结束信号后，通过置 IADRA, ADR B】的四个状态，分四次将测频结果的 32 位数据读人单片机，计算后将结果转换为 BCD 码送LED 显示输出。测频主程序: / / R3 为最高位 h }fOV R4, 74H

PLC控制系统与单片机控制系统差别与本质区别及优缺点

机范围很广的)系统。

6、但PLC也有其特点：PLC广泛使用梯形图代替计算机语言，对编程有一定的优势。

7、你可以把梯形图理解成是与汇编等计算器语言一样，是一种编程语言，只是使用范围不同！而且通常做法是由PLC软件把你的梯形图转换成C或汇编语言(由PLC所使用的CPU决定)，然后利用汇编或C编译系统编译成机器码!PLC运行的只是机器码而已。

梯形图只是让使用者更加容易使用而已。

8、如上所说，那么MCS-51单片机当然也可以用于PLC制作，只是8位CPU在一些高级应用;如大量运算(包括浮点运算)，嵌入式系统(现在UCOS也能移植到MCS-51)等，有些力不从心而已，不过加上DSP就已经能满足一般要求了，而且同样使用梯形图编程，我们可把梯形图转化为C51再利用KEIL的C51进行编译。

9、我们也能发现不用型号的PLC会选用不同的CPU，其实也说明PLC就是一套已经做好的单片机系统。

10、既然如此，当然也可以用单片机直接开发控制系统，但是对开发者要求相当高(不是一般水平可以胜任的)，开发周期长，成本高(对于一些大型一点的体统你需要做实验，印刷电路板就需要一笔相当的费用，你可以说你用仿真器，用实验板来开发，但是我要告诉你，那样做你只是验证了硬件与软件的可行性，并不代表可以用在工业控制系统，因为工业控制系对抗干扰的要求非常高，稳定第一，而不是性能第一，所以你的电路板设计必须不断实验，改进)。

11、当你解决了上述问题，你就发现你已经做了一台PLC了，当然如果需要别人能容易使用你还需要一套使用软件，这样你可以不需要把你的电路告诉别人。

你也不可能告诉别人。

12、这样一看PLC其实并不神秘，不少PLC是很简单的，其内部的CPU除了速度快之外，其他功能还不如普通的单片机。

13、通常PLC采用16位或32位的CPU，带1或2个的串行通道与外界通讯，内部有一个定时器即可，若要提高可靠性再加一个看家狗定时器问题就解决了。

14、PLC的关键技术在于其内部固化了一个能解释梯形图语言的程序及辅助通讯程序，梯形图语言的解释程序的效率决定了PLC的性能，通讯程序决定了PLC与外界交换信息的难易。

cpld和fpga的区别,cpld和fpga的优缺点

cpld 和fpga 的区别,cpld 和fpga 的优缺点
FPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD 等可编程器件的基础上进一步发展的产物。

它是作
为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制
电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

CPLD（Complex Programmable Logic Device）复杂可编程逻辑器件，是从PAL 和GAL 器件发展出来的器件，相对而言规模大，结构复杂，属于
大规模集成电路范围。

是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字
集成电路。

其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述
语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆（在系统编程）将代码传
送到目标芯片中，实现设计的数字系统。

CPLD 和FPGA 的主要区别：
1、布线能力
CPLD 内连率高，不需要人工布局布线来优化速度和面积，较FPGA
更适合于EDA 芯片设计的可编程验证。

cpld和单片机接口

工程实例2：
——远距离数据采集监测系统
随着现代工业的发展，远距离数据采集监测已成为日益重要的检测技术，广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。
设计思路：
为了提高系统的智能性、可靠性和实用性，可采用双CPU的方法，即在数据采集的远端和本地都采用单片机控制，远端完数据的采集、数据的接收、成数据的采集、抽样和发送数据的采集抽样和发送，本地完成数据的接收、处理，同数据的接收处理，时采用一片CPLD作为键盘、显示器及打印机的接口扩展。
程序实现： 1)单片机部分
#define CPLD ADDRESS 0x0000 #include <absacc. h> main() { unsigned charA DDRESSIndex; //CPLD某个功能部件的地址 unsigned char DATA_READ，DATA_WRITE; XBYTE [CPLD_ADDRESS+ADDRESSIndex]=DATA_WRITE;//单片机向 CPLD写数据 DATA_READ=XBYTE[CPLD_ADDRESS+ADDRESSIndex]; // 单片机从 CPLD读数据 }
附：总线接口模块设计Verilog 参考程序：
接口定义：
module interface(mcu_p0,mcu_p2_7,mcu_ale,mcu_wr,mcu_rd,creg1,creg2); inout[7:0] mcu_p0;//8位数据总线 input mcu_p2_7;//地址总线 input mcu_ale,mcu_rd,mcu_wr;//控制总线 input creg1;//连接内部控制寄存器，用于单片机从CPLD读取信号 output creg2; //连接内部控制寄存器，用于单片机将信号写入CPLD reg dph;//内部变量，用于锁存高位地址 reg[7:0] dpl;//内部变量，用于锁存低位地址 ……

基于CPLD与单片机的控制系统设计

作状态。单片机与上位机之间的通信采用Ｒ２２串行通信，使数据传输速度和稳定性得到提高。Ｓ３
收稿日期：２０．２００７１－８
第４期
陈磊，：于ＣＬ等基ＰＤ与单片机的控制系统设计
９１
２硬件系统设计
２ＡＤＣ０８．１０８ ’
关键词：ＣＬ；单片机；数据采集ＰＤ
摘要：结合ＣＬＰＤ与单片机设计了一种数据采集控制系统。ＡＤ转换采用ＡＣ８８芯片，／Ｄ００
转换精度为８；方位采集通道为水平方向和俯仰方向，具有错误报警、焦距调节等功能，位
数据采集具备良的实时性。该系统实现简单，可靠性好，具有很强的可移植性，可广泛用好
．
ＡＣ８８Ｄ００通过ｌ条数据线与ＣＬ４ＰＤ相连，Ａ —ＣＫ为ＡＣ８８与ＣＬＤＬＤ００ＰＤ之间数据传输的串行时钟信
号，Ａ — ＲＡＤＥＤ１和Ａ — ＳＡＴ为ＡＤ采集的准备好和采集开始信号，Ａ — ＣＤＢ和Ａ — Ａ为采ＤＴＲ．／Ｄ、Ａ — Ｄ
于全方位、高精度数据采集系统的实现。中图分类号：Ｔ６．Ｐ３８２文献标志码：Ａ
０引言
转台方位控制系统是视频监控系统的重要组成部分。控制系统驱动转台和摄像机作方位回转，以达到监控整个视场范围。同时方位控制系统应具有一定的跟踪和稳定精度，驱动系统要求有足够的功率和适当的转速范围，在慢速回转时达到精确瞄准跟踪目标的要求，在快速回转时达到监控视场内目标快速性的要求。同时，系统具有错误报警功能以及Ｒ２２Ｓ３数据通信传输功能。

浅谈PLC和单片机在应用中的区别

浅谈PLC和单片机在应用中的区别【摘要】本文将围绕PLC和单片机在应用中的区别展开讨论。

文章将介绍PLC和单片机的定义，然后探讨它们各自的特点，接着分析两者在应用中的区别。

本文将比较PLC和单片机的优缺点，以及它们的适用场景。

结论部分将对比两者的优劣，并提出对应用选择的建议。

通过对PLC和单片机进行深入比较，读者可以更好地理解它们在工业控制和嵌入式系统中的应用差异，为工程技术人员提供决策参考。

【关键词】引言、PLC、单片机、特点、应用中的区别、优缺点、适用场景、结论1. 引言1.1 引言现代工业自动化领域中，PLC（可编程逻辑控制器）和单片机是两种常见的控制技术。

它们在工业生产中起着不可或缺的作用，但在应用中却有着各自的特点和优势。

PLC是一种专门用于工业自动化控制的专用计算机，而单片机则是一种微型计算机，常用于嵌入式系统中。

在本文中，将详细探讨PLC和单片机的定义、特点、应用中的区别、优缺点以及适用场景。

通过对比这两种控制技术的不同之处，读者将能更好地理解它们在工程应用中的实际作用。

希望通过本文的阐述，能够为工程技术人员提供一些参考和启发，从而更好地选择适合自己工作需求的控制技术。

就在这里打开了我们对PLC和单片机的探讨之门，让我们一起深入探索这两种控制技术吧。

2. 正文2.1 PLC和单片机的定义PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业控制领域的可编程控制器，其主要功能是接收各种输入信号进行逻辑运算，并根据预先设定的程序控制输出信号，从而实现对工业生产过程的自动化控制。

PLC通常由输入模块、中央处理器、输出模块和通信模块等部分组成，能够灵活应对复杂的控制任务。

单片机是一种集成了微处理器、内存和各种输入/输出接口的微型计算机系统，通常用于控制简单的电子设备或系统。

单片机具有较高的执行速度和灵活性，能够实现快速的响应和精准的控制。

单片机的编程通常使用汇编语言或高级语言，如C语言。

基于单片机和CPLD的多轴步进电机控制系统设计

ＡＢＳＴＲＡＣＴＴｈｉｐｅｉｒｄｅａｔｐｒｍｏｔｃｔｏｌｙｔｍｂａｅｏＭＣＵａｄｓａｐｒｎｔｏｕｃｓｓｅｐｅｏｒｏｎｒｓｓｅｓｄｎｎＣＰＬＤ・ｉｒｏｒｌｅｓｓｅｃｎｔｏＭｃｏｃｎｔｏｌｒｙｔｎｏｒｌ
梅阳凤李军
（东工业大学自动化学院广州５００）广１０６
【摘要】介绍了一种基于单片机和ＣＬＰＤ联合控制的步进电机控制系统。系统通过单片机发出控制信号来设定电机的转速和方向。ＰＤ将单片机发出的控制信号转换成电机的实际控制信号，ＣＬ并通过驱动放大电路来实现对
ｓｇａｓａｅｓｎｏｓｔｔｅｍｏｏｐｅｎｉｅｔｎＣＰｉｎｌｒｅｔｔｅｈｔｒｓｅｄａｄｄｒｃｉ．ＬＤｅｄｔｅｃｎｒｌｓｇａｓｉｔｈｃｕｌｃｎｒｌｓｇａ，ａｄａｌｉｄｏｓｎｈｏｔｏｉｎｌｎｏｔｅａｔａｏｔｏｉｎｌｎｍｐｉｅｆｔｒｕｈｔｅｄｉｅｃｒｕｔｆｒｓｅｐｒｍｏｏｐｅｎｉｅｔｏｆｐｅｉｅｃｎｒ１ＴｈｙｔｍｓｓＣＰｈｏｇｈｒｖｉｃｉｏｔｐｅｔｒｓｅｄａｄｄｒｃｉｎｏｒｃｓｏｔｏ．ｅｓｓｅｕｅＬＤｒａｌｉｌｉｓｔｅｇｅｔｙｓｍｐｉｅｈｆｓｓｅｂｈｘｅｎｌｈｒｗａｅｃｒｕｔｓｒｃｕｅｔｍｐｏｅａｔ—ｎｅｆｒｎｅｐｒｏｍａｃｆｔｅｓｓｅａｄｓｏｔｎｔｅｄｓｇｙｔｍｙｔｅｅｔｒａａｄｒｉｃｉｔｕｔｒｏｉｒｖｎｉｔｒｅｅｃｅｆｒｎｅｏｈｙｔｍｎｈｒｅｈｅｉｎｉ

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纯单片机和纯CPLD设计的优缺点分析
自20世纪80年代单片机引入我国以来，学习和应用单片机的热潮始终不减，特别是MCS51系列。

这是由单片机的特点决定的。

实际上，从单片机/CPLD应用通用数字集成电路系统，到广泛应用单片机，是我国电子设计在智能化应用水平上质的飞跃。

据统计分析，单片机的销量单片机/CPLD到目前为止依然逐年递增，而且在很长一段的时间内，单片机依然会是电子设计的主角（虽然这一地址已经受到了CPLD的挑战）。

1 纯单片机系统优缺点
①大量单片机/CPLD的外围芯片和接口电路使得单片机应用系统的设计变得简单而且快捷，新型单片机的上市和高级语言的支持（如C51）进一步延长了单片机的寿命。

②长期稳定的发展和使单片机性价比非常高，而且单片机/CPLD积累了大量的资料并拥有了大量的工程技术为员。

这一点是CPLD目前难以达到的。

但是，单片机的缺点也有目共睹：
①低速。

即使是高速度单片机也只能工作在μs级，这是由单片机串行工作的特点所决定的。

②低可靠性。

虽然单片机/CPLD目前有很多器件与设计在一定程序上解决了部分问题，如看门狗的广泛应用，但在某些情况下瞬间的复位也会造成严重后果。

2 纯CPLD设计的优缺点
即使单纯单片机/CPLD的单片机结构能完成的功能，在某些情况下也宁可使用纯数字电路完成。

而当前开始流行的CPLD，则不但克服了单片机的缺点，而且由于可采用VHDL语言编程，进一步单片机/CPLD打破了软硬件工程师的界限，加速了产品的开发过程，使纯数字电路的设计变得简单。

人们甚至在讨论用C作为下一代硬件描述语言。

难怪有专家指出，电子设计的单片机时代即将过去，而以PLD为核心的EDA（电子设计自动化）将是单片机/CPLD未来设计的方向。

由于超大规模集成电路技术的发展，单片PLD芯片上已经可以集成上百万门，就系统规模而言，将单片机设计在内也没什么问题。

美国的可编程器件厂商已经以软核和硬核嵌入两种形式（将单片机电路嵌入PLD）为设计。