CPLD 在远程多路数据采集系统中的应
用
[日期：2004-
12-8]
来源：国外电子元器件 作者：税长江 陈 留 彭彦平 冯覃
轶
[字体：大 中
小]
摘要：采用 VHDL 语言和图形输入设计方法，给出了用 CPLD 在远程多路数据采集
系统中实现地址译码、串口扩展、模块测试、模数转换以及高位数据处理等功能的具
体方法，同时简要介绍了远程多路数据采集系统的工作原理及软、硬件框架。
关键词：CPLD；单片机；译码；RS-232；VHDL； EPM7256SQC208
ＣＰＬＤ(Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ
复杂可编程逻辑器件)是在传统的ＰＡＬ、ＧＡＬ基础上发展起来的。目前，ＣＰＬＤ
已在通讯、ＤＳＰ及微机系统中有着非常广泛的应用，它不仅可使设计的产品小型化、
集成化和稳定可靠，而且还具有在系统或在芯片直接编程的能力，从而使电子系统的
设计、开发、更新与维护变得更为方便，更便于装配和批量生产。因此，利用ＣＰＬ
Ｄ可大大缩短设计周期，减少设计费用，降低设计风险。远程多路数据采集系统，不
但需要较多的片选信号，而且模块测试所占用的Ｉ／Ｏ口资源也较多，用一般的芯片
较难实现，而用ＣＰＬＤ／ＦＰＧＡ则不但可以较好地实现其功能，而且还可大大提
高设计能力和设计效率。
１ 系统组成思路
本远程多路数据采集系统以Ａｌｔｅｒａ公司７０００Ｓ系列ＣＰＬＤ产品中的Ｅ
ＰＭ７２５６ＳＱＣ２０８－１０为控制核心，并由Ａ／Ｄ(模拟量采集)模块、ＤＩ
(数字量采集)模块、Ｄ／Ａ(模拟量输出)模块、ＤＯ(数字量输出)模块、ＭＣＵ模块、
电源模块及Ｉ／Ｏ接口模块组成，其系统组成原理图如图１所示。
图中，ＭＣＵ模块主要由ＣＡＮ总线模块、ＲＳ－４８５模块、ＲＳ－２３２模块、
时钟和复位模块、ＣＰＬＤ模块等组成，ＭＣＵ模块的电路原理图如图２所示。该远
程多路数据采集系统的Ｉ／Ｏ接口板共有１４个插槽，其中１２个插槽可实现Ａ／Ｄ
模块、Ｄ／Ａ模块、ＤＩ模块、ＤＯ模块等四种模块的任意配置。因此，单个数据采
集系统最大可采集１９２路模拟量或１９２路数字量，也可以提供最大９６路模拟量
输出或１９２路数字量输出。多个数据采集系统也可以根据实际和现场需要通过ＣＡ
