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可编程逻辑器件(CPLD,ComplexProgrammableDevice)的出现是超大规模集成电路技术和计算机辅助设计技术发展的结果。CPLD器件集成度高、体积小,具有通过用户编程实现专门应用的功能。它允许电路设计者利用基于计算机的开发平台,经过设计输入、仿真、测试和校验,直到达到预期的效果。CPLD的数字资源丰富、工作频率高、可在系统编程等特点使其具有开发灵活、开发周期较短等优点。更吸引人的是,采用CPLD器件可以将原来的电路板级产品集成为芯片级产品,从而降低了功耗,提高了可靠性,同时还可以很方便地对设计进行在线修改,成为研制开发的理想器件。[1]单独利用CPLD可以实现完整的控制系统;也可以与单片机或DSP共同构成一个控制系统,完成复杂的控制功能;CPLD还是专用集成电路芯片设计的重要验证手段。近年来,CPLD器件得到了迅速发展,其在通信、自动控制、信息处理等诸多领域的应用范围越来越广泛。
本文主要介绍了如何应用CPLD技术在脉冲激光加工设备控制系统中实现专用键盘接口电路和对步进电机进行运动控制功能。本文中的设计充分体现了CPLD的以上优势,提高了系统的集成度,减小了系统的体积。
本文第一章介绍了可编程逻辑器件的发展应用,以及EDA的发展历程。针对CPLD的快速发展,论述了它在电子系统设计中的优势,探讨了该技术在脉冲激光加工设备控制系统中应用的可能性。
第二章对整个脉冲激光加工设备控制系统中的硬件结构进行了介绍性的说明,并对CPLD在系统中的应用方向进行了探讨和论证,指出了本课题的研究内容。
第三章介绍了CPLD器件的应用流程,对相关硬件MAX7000系列器件的结构、下载电缆的制作、开发软件MAX+PLUSⅡ的特点都给予了较详细的说明,并特别指出了MAX7000S系列器件在使用过程中需要注意的问题。
第四章和第五章分别利用CPLD技术实现了专用键盘接口电路和对步进电机的运动控制功能。通过对其工作原理的分析、硬件软件设计思想及其方法的详细说明,最后进行了正确性的验证。
第六章对本课题所作的工作进行了总结。作者针对CPLD技术在脉冲激光加工设备控制系统中的应用给出了肯定,论述了CPLD的应用与该领域向系统集成发展的意义,为下一步的研究打下了基础。最后对课题以后的研究内容进行了展望。