Для питания ПЛИС нужно +3.3В, компаратора, индикатора и генератора +5В. Для питания всего устройства взят источник питания от персонального компьютера, который выдает +12 В. Было выбрано два интегральных стабилизатора.
Первый на +5В фирмы Fairchild Semiconductor MC78T05
Таблица 2.5.1 Технические характеристики
Параметр
Обозначение
Характеристики
Min
Max
Единицы измерения
Выходное напряжение
V0
5мА ≤ Io ≤ 3.0A , TJ = +25°
4.8
5.2
В
Отклонение напряжения по нагрузке
DV0
5мA ≤ Io ≤ 3.0A , TJ = +25°C
10
30
мВ
Максимальный выходной ток
IPK
TA = +25°C
5.0
-
A
Выходное сопротивление
R0
f = 1.0kHz
2.0
мОм
Ток короткого замыкание
Isc
VI = 35V, TJ =+25°C
1.5
2.5
Входное напряжение (для V0 = 5V)
V1
TJ =+25°C
35
40
Рассеваемая мощность
W
25
Вт
§ Внутреннее короткое замыкание тока исключено
§ Внутренняя защита от тепловой перегрузки [10]
Рис 2.5.2 (Физические параметры стабилизатора MC78T05)
Второй на +3.3 В фирмы National Semiconductor LMS1585A
Основные характеристики:
§ Интервал выходных напряжений……………..1.5V и 3.3V
§ Не стабильность тока в сети…………………………………0.005%
§ Не стабильность тока на нагрузке……………………………0.05%
Таблица 2.4.3 Технические характеристики:
Условие
min
max
Един. измер.
Vout
IOUT = 0mA, VIN = 5V
0 IOUT 5A, 4.75VVIN7V
3.267
3.235
3.333
3.365
Отклонение выходного напряжения по нагрузке
DVout
VIN = 5V, 0 IOUT 5A
0.05
0.5
%
Рабочий ток
VIN = 5V
7.0
13.0
мА
§ Максимальное входное и выходное напряжение (относительно земли)…………………………………………….…………………………….13V
§ Электростатический допуск………………………………….2000V
[11]
Рис 2.4.3 (Физические параметры стабилизатора LMS1585A)
Устройство для программирования ПЛИС. На вход подается шина с LPT порта а на выходе 7-и разрядная шина из которой 4 провода на порт JTAG, 2 на питание +5 В и 2 на землю смотри приложение 1( схема устройства)
Рис 2.5.1.(Подключение ПЛИС к Компьютеру через LPT порт с помощью Byte Blaster)
Рис 2.5.2(Схема ByteBlaster)
Как видно из схемы Байтбластер содержит одну микросхему НС244 которая содержит в себе всего лишь 4 буфера и резисторы. Это значит она очень дешевая и простая, её можно изготовить в домашних условиях.[12]
Как уже ранее говорилось, ПЛИС была выбрана EPM3256ATC144-10 семейства MAX3000, для прошивки к ней подключаются программатор (Byte Blaster). Также в устройство входит компаратор (AD8561), генератор тактовой частоты (Auch JCO series), кнопки (СТАРТ/СТОП, СБРОС), источник питания ПК, стабилизаторы напряжения (MC78T05, LMS1585A) и индикатор (WH1602A). Принципиальная схема приведена в приложение 1. В приложение 2 приведен список выводов ПЛИС. Подключение компонентов схемы ведется согласно тех. документации прилагаемое с микросхемой.
В качестве средства автоматизации проектирования устройств на основе собственных микросхем фирма Altera разработала систему MAX+plus II . Эта система состоит из 11 программ-обработчиков проекта (приложений), которые функционируют под управлением программы Manager. Система является полноцикловой, т.е. поддерживает не отдельные этапы проектирования (как система типа CAD - computer aided design), а сквозной процесс от ввода и контроля описания до программирования микросхемы ПЛИС. Такие системы получили название EDA - electronic design automation. Проект в системе MAX+plus II может быть иерархическим и состоять из набора модулей. Каждый модуль содержит описание части проекта, форма проекта может быть графическое представление принципиальной схемы, текст на языках AHDL/ VHDL/ Verilog, логико-временные диаграммы функционирования.
Для создания исходных модулей в состав приложений включены редакторы: графический – Graphic Editor, текстовый – Text Editor, логико-временных диаграмм Waveform Editor. Любой файл(модуль) может быть представлен в графическом виде как символ. Это можно сделать явно с использования редактора символов – Symbol Editor. Далее эти символы могут быть использованы при создании иерархического проекта. Пользователю обширные библиотеки примитивов и макрофункций.[2]
Данная программа состоит из нескольких модулей. Каждый модуль выполняет определённую функцию. Ниже приводиться структура программы конфигурации.
Рис 3.2 Структура программы
Как известно при нажатии кнопок, при контакте возникает дребезг, и вместо нужного простого перехода из нуля в единицу одной ступенькой возникает сигнал в несколько скачков как показано на рисунке 3.2.1
Рис 3.2.1 Сигнал включения с дребезгом и без дребезга
Антидребезговая защита была реализована в модуле antibounce. Принцип его работы, основан на счетчике и одном триггере защелке. При возникновении дребезга счетчик начинает считать до определенной константы в программе она названа delay т.е. задержка и если по истечении счета на входе по прежнему стоит единица то триггер защелка перещелкивается и возникает переключение, смотри рис 3.2.2.
Рис 3.2.2 Схема антидребезгового устройства
Счетчик реализован с посредством макрофункции Lpm_counter. Встроенная в среду макрофункция Lpm_counter, есть ни что иное, как счетчик с задаваемыми пределами и параметрами, созданная для облегчения процесса разработки подобных устройств.
Двоичный счетчик с возможностью прямого и обратного счета и синхронного и асинхронного сброса. Lpm_counter описывается как переменная в разделе VARIABLE. Форма описания счетчика следующая:
Имя_счетчика : lpm_counter WITH STATES (Параметры счетчика);
Например
COUNTER : lpm_counter WITH (lpm_width=4);
Таблица 3.2.1 Параметры счетчика
Параметры счетчика
Тип
Обязательный
Описание
LPM_WIDTH
Целочисленный
Да
Ширина счетчика(число битов на выходе)
LPM_DIRECTION
Строковый
Нет
Устанавливается в прямом “UP” или обратном “DOWN” направлении идет счет, по умолчанию стоит прямой.
LPM_MODULUS
Установка максимума счета, если параметр не усыновлен то счет не ограничен.
LPM_AVALUE
Целочисленный/Строковый
Ограничивает максимум счета 32 битами во избежания перегрузки счетчика, когда поведение счетчика не определено при переполнении
LPM_SVALUE
Постоянное значение означает что нагрузка включается по переднему фронту clock когда sset или sconst в “1”. Этот параметр должен быть использован если sconst используется
LPM_HINT
Позволяет с большой точностью перевести текстовый файл из AHDL в VHDL. По умолчанию не используется.
LPM_TYPE
Связывает LPM_имя с VHDL графическим файлом
CARRY_CNT_EN
Принимает значения “SMART”, “ON”, “OFF”. При включении lpm_counter функция cnt_en передает сигнал через несущую цепочку. В некоторых случаях, этот параметр используется как параметр установки появления изменения в скорости, но при желании это можно выключить. По умолчанию стоит “SMART”, который сохраняет лучшие отношение между скоростью и размером.
LABWIDE_SCLR
Принимает значения “ON”,”OFF” или не используется. По умолчанию стоит “NO”. Он позволяет выключить использование LAB-ширины sclr особенно при использовании устройств на базе FLEX 6000. Уменьшает использование случайных библиотек, и таким образом даёт возможность использовать высшей логики плотнее, когда SCLR не используется в LAB.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8