EDA/PLD中的基于中的基于CPLD和和ISA总线的数据采集系统设计总线的数据采集系统设计
摘要：介绍一种基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)的数据采集系统，并给出详细的设计方案。计算机通过ISA总
线实现与数据采集系统的指令和数据传输。通过VHDL编程实现CPLD对12位串行模数转换器ADS7816的控制。
最后，给出该系统设计的仿真波形和测试结果。 数据采集是工业测量和控制系统中的重要部分。它是测控
现场的模拟信号源与上位机之间的接口，其任务是采集现场连续变化的被测信号。系统应将所采集的模拟数据
信号尽可能真实、不失真地显示给控制人员。 随着计算机技术和EDA技术的发展，由于复杂可编程逻辑器
件(CPLD)具有高集成度、小体积、低成本、低功耗以及高稳定性等诸多优点而广泛使用到诸如
摘要：介绍一种基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)的数据采集系统，并给出详细的设计方案。计算机通过ISA总线实现与数
据采集系统的指令和数据传输。通过VHDL编程实现CPLD对12位串行模数转换器ADS7816的控制。最后，给出该系统设计的
仿真波形和测试结果。
数据采集是工业测量和控制系统中的重要部分。它是测控现场的模拟信号源与上位机之间的接口，其任务是采集现场连续
变化的被测信号。系统应将所采集的模拟数据信号尽可能真实、不失真地显示给控制人员。
随着计算机技术和EDA技术的发展，由于复杂可编程逻辑器件(CPLD)具有高集成度、小体积、低成本、低功耗以及高稳
定性等诸多优点而广泛使用到诸如传统工业控制等各个领域。基于ISA的接口电路，其布线要求远没有PCI或USB接口板高。
由于它能够提供16位I／O操作，对I／O的直接读写可以完全不考虑复杂的驱动程序和应用程序，因而在ISA总线上开发接口电
路目前仍是首先考虑的方法。因此，这里提出一种基于CPLD和ISA总线的数据采集系统设计。
1 系统硬件设计
数据采集系统的硬件电路主要包括：CPLD逻辑控制电路、8254定时器电路、A／D转换电路。该系统硬件设计框图如图1
所示。
1．1 CPLD逻辑控制电路
该系统使用XC9572作为主控器件。XC9572是一款高性能可编程逻辑器件，内含4个36 v 18功能模块，具有l 600个可用
系统门。ISA总线上的地址、控制指令和数据被送进CPLD，经处理后送到相应电路中。由A／D转换电路得到的数据也返回到
CPLD进行处理，并经ISA总线送至计算机中。
图2为数据采集系统的逻辑控制电路，Ul是数据缓冲器74HC245，由lSA总线的读／写信号(IOR／IOW)和板卡选择信号
(BSEL)决定数据的流向。比较器74LS688和XFl组成板卡选择信号发生电路。通过在XFl上的跳线可确定采集系统板的基地
址。该系统基地址设置为280H。
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