基于PC/104总线的多功能扩展通讯模块的设计

　　图2用VHDL语言可以很方便地实现。其具体描述如下：

　　SEL（0）<=AEN;

　　SEL（1）<=NIOW AND NIOR;

　　SEL（2）<=ADDR（0）;

　　SEL（3）<=ADDR（1）;

　　SEL（4）<=ADDR（2）;

　　SEL（5）<=ADDR（3）;

　　SEL（6）<=ADDR（4）;

　　SEL（7）<=ADDR（5）;

　　SEL（8）<=ADDR（6）;

　　WITH SEL SELECT

　　Y<="1111110" WHEN "010001000",//IO/110 地址操纵

　　"1111101" WHEN "010001100",//IO/118 数据操纵

　　"1111011" WHEN "010010000",//IO/120 串口1

　　"1110111" WHEN "010010100",//IO/128 串口2

　　"1101111" WHEN "010011000",//IO/130 串口3

　　"1011111" WHEN "010011100",//IO/138 串口4

　　"0111111" WHEN "010100000",//IO/140 读中断号

　　"1111111" WHEN OTHERS;

　　END BLOCK CODE;

　　3.2 104总线与CAN控制器的接口

　　如前所述，104总线与ISA总线兼容而与CAN控制器要求的时序不同，设计中将104总线中的BALE、地址和读写信号经CPLD逻辑整合后提供给CAN控制器，同时从数据线分时送出操纵地址和操纵数，满足CAN控制器的时序要求。时序整合的VHDL语言如下：

　　ALE<=（NOT Y（0）） AND BALE;

　　CSCAN<=Y（1）;

　　IORCAN<=Y（1） OR NIOR;

　　IOWCAN<=Y（1） OR NIOW;

　　双向数据缓冲的VHDL实现可以在很多参考书中找到，此处从略。

　　3.3 异步通讯接口电路及中断共享电路

　　16554的接口可与PC104实现无缝连接，CPLD实现选通和读写逻辑控制，异步通讯与CAN控制器共用CPLD内的双向数据缓冲电路。

　　异步通讯控制单元16554有很强的中断能力，四个串行控制用具有各自的中断引脚，使用灵活。但系统的中断资源有限，假如每一个控制器都占用一个中断号，通讯模块需要占用五个中断号。为了节约中断资源，设计中将4个串口控制器共享一个中断，而CAN总线控制器单独占用一个中断。

　　为了实现共享，设置了一个中断向量寄存器，当发生中断时首先读取中断向量寄存器以定位发出中断的串行口。其原理见图3。

图3 中断共享电路

　　VHDL语言实现如下：

　　GMID<=NIOR OR Y（6）;

　　INTSER<=INTABCD（0） OR INTABCD（1） OR INTABCD（2） OR INTABCD（3）;

　　INTID<=INTABCD WHEN （GMID=‘0‘）

　　ELSE

　　"ZZZZ"

4 结论

　　本设计利用CPLD实现了104总线和CAN控制器之间的时序转换、整个电路的逻辑控制以及中断共享，使电路设计结构紧凑，性能稳定。扩展了RS-232、RS-485和CAN接口的104PC可以满足尽大部分控制系统的通讯要求。该设计已被一个分布式防空系统所采用，在历次联调试验中性能指标均达到了要求。