CPLD(Complex Programmable Logic Device)是新一代的数字逻辑器件,具有速度快、集成度高、可靠性强、用户可重复编程或动态重构其逻辑功能等特点。利用CPLD芯片和数字控制技术设计的时序电路,可将时序控制的精度提高到纳秒级,并且工作稳定,不受温度的影响,有利于系统定位精度的提高。
《基于CPLD技术的数字时序控制电路设计》
CPLD，全称为Complex Programmable Logic Device，是现代电子设计中的重要元件，它具备高速响应、高集成度、高可靠性以及用户可编程或动态重构逻辑功能的优势。本文探讨的是如何运用CPLD技术来设计数字时序控制电路，以提升时序控制的精度至纳秒级别，并确保其在不同温度下都能保持稳定工作，从而优化系统定位的精确性。
在六自由度电磁敏感定位系统中，这种高精度的时序控制至关重要。系统通过正弦信号发射和敏感信号接收，实时计算目标的六个参数，广泛应用在机载火控系统、精密医疗设备和单兵作战模拟训练等领域。当前，算法误差已经可以做到小于1毫弧度，硬件电路的误差成为影响定位精度的关键。传统的模拟时序控制电路会受到温度漂移和时间漂移的影响，降低了发射时序的精确度，进而影响定位计算的准确性。
为解决这一问题，文章提出利用CPLD芯片和数字控制技术改进时序电路。CPLD的特性使得设计的数字时序控制电路不仅速度更快，而且能够减少由于环境变化带来的误差，提高系统的整体定位精度。
系统的工作原理是，通过发射天线按特定时序依次激发，接收天线收集到的信息用于计算目标参数。为实现这一目标，设计了精确的时序控制电路，其中，32MHz的高精度晶体振荡器提供时钟信号，而MAX II系列的EPM570T100C5芯片则生成精确的时序控制信号。这款CPLD芯片因其低成本、零功耗、快速启动、非易失性和系统内可编程能力而被选用，通过CD4053等组件，根据CPLD提供的数字控制信号实现正弦信号的时分制激励。
在软件设计层面，文章采用了Altera公司的QuartusⅡ作为CPLD开发工具。QuartusⅡ支持多种功能，包括工作组计算、逻辑分析、EDA工具集成等，简化了设计流程。设计采用自顶向下的方法，顶层定义系统功能，底层通过VHDL语言编程实现具体细节。在顶层设计中，主要设计了预分频模块、次分频模块和译码模块，以实现从晶振提供的基频信号到所需时序信号的精确转换。
本文通过深入研究CPLD技术在数字时序控制电路中的应用，展示了如何通过改进硬件设计和优化软件流程，显著提升六自由度电磁敏感定位系统的定位精度，为相关领域的高精度控制提供了有力的技术支持。
