51单片机加CPLD让系统更高效

单片机市场可以用巨无霸来形容，其中51 单片机使用者就更多了，针对51 单片机无需更多的介绍，这里必须强调一点，只要你精通了51 单片机，以后在实际工作中选用其它单片机也很容易了，这就是初学者学习51 单片机的价值。 51单片机是微控制器领域中的一个经典型号，因其广泛的应用和丰富的教程资源而深受初学者喜爱。学习51单片机对于理解和掌握其他类型的单片机具有很高的价值，因为它的基本工作原理和架构在许多其他单片机中都是相通的。51单片机的最小系统通常包括复位电路、晶振电路以及必要的电源滤波电容，例如图1所示的电路。 然而，当需要构建更复杂的系统时，单片机的I/O口可能会不足，这时就需要引入外部接口芯片，例如地址锁存器74373、地址译码器74138、数据锁存器74273以及数据缓冲器74573等。这些额外的硬件组件用于扩展单片机的功能，如图2所示的端口扩展和图3所示的LCD1602接口电路。 随着数字电子技术的发展，CPLD（复杂可编程逻辑器件）成为解决这一问题的有效方案。CPLD可以集成多种逻辑功能，将原本需要多个分离器件实现的电路集中在单一芯片上，从而简化硬件设计，降低系统成本，并提高系统效率。CPLD内部由可配置的逻辑单元阵列组成，用户可以根据需求编程定义其内部逻辑。 在单片机与CPLD的接口设计中，如图4所示，通常采用总线方式连接。51单片机的数据总线P0口与CPLD的普通I/O口相连，传输数据和低8位地址。控制总线上的读写信号Rd和Wr，地址锁存信号ALE，以及高位地址线A15等，通过CPLD的全局信号引脚进行通信。CPLD内部逻辑可以根据需要配置，以实现各种接口协议，例如图3中的6800时序，或者更复杂的协议转换。 在实际应用中，CPLD可以灵活地实现诸如键盘、ADC、LCD、DAC等输入输出设备的接口逻辑，甚至可以替代74系列的逻辑门电路，大大减少了系统的硬件复杂性。例如，使用CPLD可以方便地构建LCD1602接口，无需像图3那样使用多个分立的逻辑门芯片。 总结来说，通过结合51单片机和CPLD，可以创建出更加高效且功能丰富的嵌入式系统。51单片机的易学性和通用性，加上CPLD的灵活性和扩展性，为系统设计提供了强大的工具。对于初学者而言，掌握51单片机的基本操作和CPLD的编程技术，不仅可以提升技能水平，也有利于应对未来更为复杂和多样化的项目需求。