单片微型计算机(单片机)自问世以来，因其小巧灵活、成本低、控制能力强、易于产品化等优势，在社会各领域中得到广泛的应用。然而，随着信息时代的到来，传统单片机固有的结构缺陷，使其呈现出诸多弊端，其速度、规模、性能等指标越来越难以满足用户需求。因此单片机芯片的开发、升级面临着新的挑战。CPLD的出现为单片机芯片重构开辟了新的途径。本课题利用CPLD做载体，借助MAX+PLUSⅡ软件平台，设计了一个小型单片机系统。本文主要阐述了应用CPLD技术实现单片机系统的方法。课题采用硬件描述语言VHDL设计了8位单片机系统。根据设计流程，首先将单片机划分成CPU和外围模块，再向下划分成功能单一的模块，然后对各个模块进行VHDL代码描述。再应用开发系统中的各种工具进行编译仿真，最后下载到CPLD器件中实现硬件电路。设计完成后，给出了单片机的各种操作时序以及指令系统。并根据此单片机的指令系统编写汇编程序，验证了单片机各条指令的功能。课题选用Altera公司的ACEX 1K系列器件EP1K100QC208-2来实现最终的单片机电路。ACEX 1K系列器件基于SRAM工艺，由于SRAM的易失性，CPLD本身无法保存配置数据。针对这一特点，对其下载方法进行了研究，并开发了208管脚CPLD器件的配置下载板。此下载板具有两种配置方式，一种是采用下载电缆直接为器件编程，另一种方式是采用配置器件保存配置数据。本课题的研究表明，应用CPLD技术实现单片机结构设计的方法是完全可行的。以CPLD所构造的单片机符合单片机快速、高效、小型、外围电路内装化的发展趋势。