基于CPLD的智能数字电压表设计

3. 2 码制变换模块DATA_CONVERSION

在此码制变换模块DATA_CONVERSION中主要实现的功能是将AD采样送来的16位的二进制数转换为可被LED/LCD识别的七段LED显示码或字符型LCD码。在本系统中此模块包含了这两种转换功能以适应显示端不同的配置。为了达到这一目的，首先要将16位二进制码变换为BCD码，然后再分别进行转换，得到七段显示码及字符型码。在此模块中各个BLOCK部分的码制变换的VHDL程序可通过WHEN-ELSE语句进行查表来实现。转换的过程如图5所示。

3.3 显示控制及驱动模块DISL_DRIVE

电压值的显示可由LED或LCD实现。在本系统中对于电压值的显示分为mV和V两档，所以需要在后面加上单位来明确，且本系统为低功耗系统，若用LED则功耗相对过大，所以选用了一块8×2字符型液晶显示模块MDSL81809-03，实现了低功耗，而且可带单位双排显示，字体美观大方。 DISL_DRIVE示，整个电路十分简洁。系统工作过程首先由 CPLD对AD7715及LCD进行初始化，然后当有输入信号V i(0～2.5V)到AIN+端后，由CPLD通过接口向AD7715的寄存器中写入控制字，使其对输入的模拟信号进行转换，变为16位的数字信号送到DOUT端，由CPLD经过码制变换等处理后，再通过与LCD的接口驱动并发送数据，将电压值及单模块与LCD的接口如图6所示。图中LCD的RS端需输入方波驱动，这可由CPLD编程提供。当AD7715采样完成后,由DATA_CONVERSION模块将采样数字信号转换为LCD可识别的字符型数据后，送至DISL_DRIVE模块，再由其驱动LCD，将字符型数据送到LCD的D0~D7端，实现显示。

4系统设计和逻辑仿真

CPLD的三个功能模块用VHDL语言描述，进行综合仿真后连接起来的系统电路原理图如图7所位显示在LCD上。

本系统采用的CPLD芯片为ALTERA公司的EPF10K10LC84-4芯片，逻辑门数为10000门，用MAX+PLUSⅡ10.0软件工具开发。设计输入完成后，进行整体的编译和逻辑仿真，然后进行转换、延时仿真生成配置文件，最后下载至CPLD器件，完成结构功能配置，实现其硬件功能。

5 总结

本系统是用CPLD实现的智能数字电压表。随着EDA技术的广泛应用，CPLD已成为现代数字系统设计的主要手段，CPLD目前正朝着更高速、更高集成度、更强功能和更灵活的方向发展。