Xây dựng các chương trình ứng dụng cho PLD có trong phòng thí nghiệm của khoa KTĐT1

Chia sẻ: Basso Basso | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

304
lượt xem 50
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hiện nay tại phòng thí nghiệm của khoa Kĩ thuật Điện tử 1 được trang bị các thiết bị dùng để lập trình cho các cấu kiện PLDs (Programmable Logic Devices). Việc nghiên cứu triển khai các ứng dụng của PLD cho sinh viên thực hành là rất cần thiết. Tuy nhiên, cho đến nay chỉ có một số ứng dụng của PLD được đưa vào một số bài thí nghiệm thuộc môn học Kĩ thuật số ở khoa Kĩ thuật Điện tử 1. Đề tài này ngoài việc tạo điều kiện cho sinh viên (nhất là sinh viên đại......

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Xây dựng các chương trình ứng dụng cho PLD có trong phòng thí nghiệm của khoa KTĐT1

X©y dùng ch¬ng tr×nh øng dông cho c¸c pld cã trong phßng thÝ nghiÖm cña khoa kT§T 1 I.TÝnh cÊp thiÕt cña ®Ò tµi HiÖn nay t¹i phßng thÝ nghiÖm cña khoa KÜ thuËt §iÖn tö 1 ®îc trang bÞ c¸c thiÕt bÞ dïng ®Ó lËp tr×nh cho c¸c cÊu kiÖn PLDs (Programmable Logic Devices). ViÖc nghiªn cøu triÓn khai c¸c øng dông cña PLD cho sinh viªn thùc hµnh lµ rÊt cÇn thiÕt. Tuy nhiªn, cho ®Õn nay chØ cã mét sè øng dông cña PLD ®îc ®a vµo mét sè bµi thÝ nghiÖm thuéc m«n häc KÜ thuËt sè ë khoa KÜ thuËt §iÖn tö 1. §Ò tµi nµy ngoµi viÖc t¹o ®iÒu kiÖn cho sinh viªn (nhÊt lµ sinh viªn ®¹i häc) ®îc tiÕp xóc còng nh ph¸t triÓn c¸c øng dông cña PLD vÉn cßn bÞ h¹n chÕ ë trong khoa (lËp tr×nh cho c¸c PLD vµ ch¹y c¸c øng dông trªn c¸c tÊm m¹ch cã s½n trong phßng thÝ nghiÖm) nã cßn gãp phÇn nghiªn cøu, triÓn khai c¸c øng dông míi cho PLD. KÕt qu¶ cña ®Ò tµi gióp cho c¸c sinh viªn Ýt cã ®iÒu kiÖn tiÕp xóc víi tµi liÖu vµ c¸c thiÕt bÞ vÒ PLD cã thÓ n¾m ®îc ph¬ng ph¸p lËp tr×nh cho PLD (sö dông phÇn mÒm SNAP) vµ c¸ch triÓn khai c¸c øng dông lªn c¸c tÊm ch¹y thö. II. Néi dung khoa häc 1. Tæng quan vÒ PLD C¸c cÊu kiÖn lËp tr×nh ®îc (PLD) lµ c¸c m¶ng cæng logic tiªu chuÈn, cã thÓ ®îc cÊu h×nh b»ng c¸c ph¬ng tr×nh kh¸c nhau ®Ó thùc hiÖn nhiÒu hµm logic. §¬n gi¶n nhÊt lµ c¸c m¹ch logic liªn hîp nh bé gi¶i m· hoÆc ghÐp kªnh, sau ®ã lµ c¸c bé ghi, phøc t¹p h¬n n÷a lµ c¸c m« h×nh tr¹ng th¸i ®îc dïng trong ®iÒu khiÓn hÖ thèng. Trong phßng thÝ nghiÖm hiÖn nay cã tÊm øng dông PLD 28-110, nã cho phÐp tiÕn hµnh víi hai lo¹i cÊu kiÖn kh¸c nhau lµ PLC18V8Z vµ PLC42VA12 (hai lo¹i nµy dÔ ph©n biÖt víi nhau v× PLC18V8Z cã 20 ch©n, cßn PLC41VA12 cã 24 ch©n).
§Ó tiÖn dïng trªn tÊm øng dông 28-110, c¸c PLD ®· ®îc l¾p s½n theo modul. Modul 28-110 g¾n s½n PLC18V8Z, modul 28-102 g¾n s½n PLC42VA12. 2. PhÇn mÒm SNAP 2.1 Giíi thiÖu. SNAP (Synthesis Netlist Analysis & Program software) lµ mét ch¬ng tr×nh phÇn mÒm cña h·ng Philips Semiconductors ®îc dïng ®Ó thiÕt kÕ m¹ch logic trªn nh÷ng cÊu kiÖn cã thÓ lËp tr×nh ®îc cña Philips. Quy c¸ch x©y dùng ph¬ng tr×nh logic th× kh«ng phô thuéc vµo lo¹i cÊu kiÖn PLD. Sau khi m« pháng vµ gì rèi cho mét m¹ch logic, tr íc hÕt ta cã thÓ x¸c ®Þnh râ b¶n thiÕt kÕ m¹ch, sau ®ã chän bé thiÕt bÞ PLD. 2.2 C¸c bíc tiÕn hµnh trong SNAP SNAP lµ mét ch¬ng tr×nh phÇn mÒm ®iÒu khiÓn thùc ®¬n cã tÝnh t¸c ®éng qua l¹i. S¬ ®å menu cho phÐp ta chän lo¹i h×nh ho¹t ®éng trong SNAP nh mong muèn.
SNAP 1.90 Copyright 1993 PHILIPS SEMICONDUCTOR All rights reserved ScCapture Abel2Sna Equations Minimize p r MacSel NetGen Edif NetConv Merger Waveforms SimNet Compiler TestVector SimScl SimFlt ModGen DPI Project : DEMO SimPrt Plot Use cursor keys to select modul Use function keys to enter 1:HELP 2:RUN 3:PROJECT 4:STATUS 5:SETUP 6:SAVE 7:DOS 8:EDIT 9:PRINT
10:EXIT C¸c hép trªn h×nh vÏ trªn thÓ hiÖn c¸c ho¹t ®éng trong Snap ®Ó ta cã thÓ lùa chän ë bÊt cø thêi ®iÓm nµo mµ kh«ng cÇn ph¶i theo thø tù. 3. Ph ¬ng ph¸p thiÕt kÕ PLD. Con ®êng h÷u hiÖu nhÊt ®Ó thiÕt kÕ khi sö dông logic lËp tr×nh lµ tiÖm cËn hép ®en. Tr íc hÕt, ta vÏ mét hép ®en ®Ó thÓ hiÖn chøc n¨ng, thªm c¸c lèi vµo ra cÇn thiÕt ®ã x¸c lËp c¸c mèi liªn quan cña c¸c ®Çu ra víi tæ hîp kh¸c nhau cña c¸c ®Çu vµo. §Æc tÝnh ®Çu ra cã thÓ ®îc biÓu diÔn theo c¸c biÓu thøc logic hoÆc b»ng sù chuyÓn ®æi c¸c tr¹ng th¸i cña m¹ch. - C¸c bíc tuÇn tù ®Ó thiÕt kÕ logic lËp tr×nh: 1. X¸c ®Þnh chøc n¨ng. 2. T¹o c¸c ph¬ng tr×nh.
3. §a c¸c ph¬ng tr×nh vµo m¸y tÝnh. 4. M« pháng vµ kiÓm tra. 5. Biªn dÞch. 6. LËp tr×nh cho cÊu kiÖn. 7. KiÓm tra chøc n¨ng. Sau khi hoµn thµnh bíc1, bíc 2 ta thùc hiÖn bíc 3 nh sau: Nh ta ®· biÕt ph¬ng tr×nh logic vµ ph¬ng tr×nh tr¹ng th¸i ®Òu n»m trong file ENQ. Do ®ã, ta t¹o mét ®Ò ¸n míi dïng phÝm F3 (project), Snap t¹o ra file mÉu cho ph¬ng tr×nh , ENQ file míi nµy cã néi dung nh sau: @PINLIST @GROUPS @TRUTHTABLE @LOGIC EQUATIONS @INPUT VECTORS @OUTPUT VECTORS @STATE VECTORS @TRANSITIONS 4. Mét vÝ dô cô thÓ: MUX/DEMUX 4:4 4.1 Chøc n¨ng: MUX/DEMUX 4:4 thùc hiÖn chøc n¨ng ph©n kªnh vµ ghÐp kªnh víi bèn lèi vµo vµ bèn lèi ra tuú chän. 4.2 LËp tr×nh : ë thÝ dô nµy ta lËp tr×nh b»ng ph¬ng ph¸p ph¬ng tr×nh logic @PINLIST ena I; "§Çu vµo kiÓm so¸t lèi ra cho phÐp,nhËn tÝch cùc thÊp " dcs I; "§Çu vµo ®iÒu khiÓn híng tÝn hiÖu: “dcs=0 x to y dcs=1 y to x" xa0 I; "§Çu vµo ®Þa chØ cña kªnh x" xa1 I; "§Çu vµo ®Þa chØ cña kªnh x"
ya0 I; "§Çu vµo ®Þa chØ cña kªnh y" ya1 I; "§Çu vµo ®Þa chØ cña kªnh y" x0 B; " Lèi vµo/ ra d÷ liÖu x0" x1 B; " Lèi vµo/ ra d÷ liÖu x1" x2 B; " Lèi vµo/ ra d÷ liÖu x2" x3 B; " Lèi vµo/ ra d÷ liÖu x3" y0 B; " Lèi vµo/ra d÷ liÖu y0" y1 B; " Lèi vµo/ra d÷ liÖu y1" y2 B; " Lèi vµo/ra d÷ liÖu y2" y3 B; " Lèi vµo/ra d÷ liÖu y3" @LOGIC EQUATIONS xzero = /xa1 * /xa0; xone = /xa1 * xa0; xtwo = xa1 * /xa0; xthree = xa1 * xa0; yzero = /ya1 * /ya0; yone = /ya1 * ya0; ytwo = ya1 * /ya0; ythree = ya1 * ya0; x_to_y = x0 * xzero + x1 * xone + x2 * xtwo + x3 * xthree; y_to_x = y0 * yzero + y1 * xone + y2 * ytwo + y3 * ythree; “*********** GhÐp kªnh 4:4 x to y *********** ** **” y0 = /ena * /dcs * yzero * x_to_y; y1 = /ena * /dcs * yone * x_to_y; y2 = /ena * /dcs * ytwo * x_to_y; y3 = /ena * /dcs * ythree * x_to_y; “********** Ph©n kªnh 4:4 y to x ************ ** * **” x0 = /ena * dcs * xzero * y_to_x; x1 = /ena * dcs * xone * y_to_x; x2 = /ena * dcs * xtwo * y_to_x;
x3 = /ena * dcs * xthree * y_to_x; “********* §Çu ra cho phÐp ************ ** * ** ** ** *” y0.oe = /ena * /dcs * yzero; y1.oe = /ena * /dcs * yone; y2.oe = /ena * /dcs * ytwo; y3.oe = /ena * /dcs * ythree; x0.oe = /ena * dcs * xzero; x1.oe = /ena * dcs * xone; x2.oe = /ena * dcs * xtwo; x3.oe = /ena * dcs * xthree; III. Ph ¬ng ph¸p nghiªn cøu cña ®Ò tµi ViÖc thùc hiÖn nghiªn cøu khoa häc cã c¸c ph¬ng ph¸p c¬ b¶n sau: . Ph¬ng ph¸p nghiªn cøu lÝ luËn . Ph¬ng ph¸p quan s¸t . Ph¬ng ph¸p thùc nghiÖm khoa häc . Ph¬ng ph¸p ®iÒu tra . Ph¬ng ph¸p m« h×nh ho¸ . Ph¬ng ph¸p s¬ ®å ho¸(GRAP) . Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch vµ tæng kÕt kinh nghiÖm Víi ®Ò tµi nµy viÖc thu nhËn th«ng tin th«ng qua tµi liÖu vÒ PLD vµ phÇn mÒm SNAP lµ rÊt quan träng, nã lµ c¬ së ®Ó x©y dùng c¸c øng dông cho PLD vµ viÖc triÓn khai nã. V× vËy, ®Ò tµi nµy ®· sö dông ph¬ng ph¸p nghiªn cøu lÝ luËn cho viÖc thu thËp nh÷ng th«ng tin cÇn thiÕt trong c¸c nguån tµi liÖu cã liªn quan. Tuy nhiªn, viÖc thùc hiÖn ®Ò tµi nµy ngoµi lÝ thuyÕt cßn cÇn c¸c thiÕt bÞ chuyªn m«n, c¸c ph¬ng tiÖn kÜ thuËt ®Æc biÖt . Do ®ã trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn, nhãm nghiªn cøu ®· sö dông ®ång thêi ph¬ng ph¸p thùc nghiÖm khoa häc trong phßng thÝ nghiÖm.
ViÖc sö dông song song hai ph¬ng ph¸p nµy ®· gióp cho kÕt qu¶ cña ®Ò tµi võa cã tÝnh chÝnh x¸c cña viÖc nghiªn cøu trªn lÝ thuyÕt vµ tÝnh thùc tiÔn cao. IV.Kh¶ n¨ng øng dông trong thùc tiÔn Víi môc ®Ých ban ®Çu cña ®Ò tµi lµ x©y dùng ch¬ng tr×nh øng dông cho c¸c PLD cã trong phßng thÝ nghiÖm nªn øng dông lín nhÊt cña ®Ò tµi lµ phôc vô cho c¸c bµi thùc hµnh cña sinh viªn. Tuy nhiªn, trong thùc tÕ cã rÊt nhiÒu lo¹i cÊu kiÖn PLDs víi c¸c chøc n¨ng kh¸c nhau, do ®ã nã còng cã nhiÒu øng dông kh¸c nhau cho tõng lo¹i cÊu kiÖn cô thÓ. §Ò tµi nµy ®· thùc hiÖn x©y dùng 3 øng dông thùc tiÔn cho thùc hµnh ®ã lµ: . Gi¶i m· LED 7 ®o¹n. . MUX – DEMUX 4:4. . §iÒu khiÓn Motor bíc. Víi øng dông “ Gi¶i m· LED 7 ®o¹n ”, ta sö dông cÊu kiÖn PLC18V8Z. øng dông “Mux- Demux 4:4” vµ “§iÒu khiÓn Motor bíc”, ta sö dông cÊu kiÖn PLC42VA12. C¶ 3 øng dông nµy ®Òu cã PLD ®îc l¾p s½n theo modul trªn tÊm øng dông 28-110 ®Ó ch¹y thö. Ngoµi ra, kh¶ n¨ng øng dông PLD rÊt lín vµ cã nhiÒu ý nghÜa, ®Ò tµi nµy còng viÕt ch¬ng tr×nh lËp tr×nh thùc hiÖn ®iÒu khiÓn ®Ìn giao th«ng vµ ®iÒu khiÓn giê ®¸nh trèng vµo, ra líp häc. ViÖc ®a ra øng dông thùc tÕ ph¶i cÇn cã c¸c cÊu kiÖn PLD cô thÓ