原创 模块综合中（与CPLD部分相连的器件调试）

           ----------应用于MAX197数据采样与BDCM<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

A部分：控制命令系统与MAX197的接口

（一）具体要求：

1）.max197能工作在默认状态下

2）.要求电压幅度和通道可调

3）.要求直接通过控制面板调节电压输入幅度和完成通道选择

4）.在原版本的MAX197数据采样状态机上调整SLWR,使其能够在与有效采样数据同步；即在原版本的基础上剔除FF无效状态，要求数据只包含高字节，低字节和状态命令信息

（二）实现方法

通过改变max197内部寄存器control_byte[7:0]来实现电压幅度和通道的调节，68013的PE[5:0]（电压幅度）PE[7:5]（通道选通）作为控制信号，CPLD则起译码作用

（一）CPLD部分

CTROUT <= "010" & RANIN & PE7_5;

PE[7:5]    通道选通信号

RANGE[1:0] 由PE[5:0]编码产生的Y[2]和Y[3]控制，作为电压幅度输入范围调节信号

Y[1]      由PE[5:0]编码产生，作为通道选择以及电压幅度调节输入使能，即Y[1]=0    时，电压幅度和通道可调；=0时，若Y[1]=0则，max197工作在默认模式下；若Y[0]=1则不工作

Y[0]      直接控制max197，=0则MAX197工作；=1则停止

PE[5:0]与MAX197对应的控制字Y[3:0]

WHEN "00000"                 "1110"          默认模式，控制字为0x40

WHEN "00001"                 "0000"          0 TO 5V

WHEN "00010"                 "0100"          0 TO 10V

WHEN "00011"                 "1000"          -5V TO +5V

WHEN "00100"                 "1100"          -10V TO +10V

具体CPLD部分配置框图与部分代码：

 图1.  Max197采样模块

     总框图包含与控制系统的接口(SEL)和采样状态机(MAX197TEST)与双向口数据传输(BIRDIO)三个模块，  

     SEL:连接控制字节COMMANDBYTE模块和MAX197TEST模块

     PE[7:5]    通道选通信号

 RANGE[1:0] 由PE[5:0]编码产生的Y[2]和Y[3]控制，作为电压幅度输入范围调节信号

 OE        使能信号，即Y[1]

MAX197采样时序图：

    根据采样时序可以分析出，SLWR上升沿时钟应该在st1~st2;st4~st5;st6~st7时出现，考虑到SLWR必须与双向口模块同步问题（数据在双向口模块里有一个缓冲过程），这里取后一个状态SLWR为1，即st2,st5,st7出现上升沿。

     MAX197采样状态机MAX197TEST：核心部分代码及分析

     comb:process(state)        --规定各状态转换方式

     begin

     case state is

     when st0=>cs<='1';wr <= '1';rd <= '1';hben <= '0';slwr <= '0';

     when st1=>cs<='0';wr <= '0';rd <= '1';hben <= '0';slwr <= '0';

     when st2=>cs<='1';wr <= '1';rd <= '1';hben <= '0';slwr <= '1';

     when st3=>cs<='1';wr <= '1';rd <= '1';hben <= '0';slwr <= '0';

     when st4=>cs<='0';wr <= '1';rd<= '0';hben <= '0';slwr <= '0';

     when st5=>cs<='0';wr <= '1';rd<= '0';hben <= '0';slwr <= '1';

     when st6=>cs<='0';wr <= '1';rd<= '0';hben <= '1'; slwr <= '0';

     when st7=>cs<='1';wr <= '1';rd<= '1';hben <= '0'; slwr <= '1';

     when others => cs<='0';wr <= '1';rd <= '1';hben <= '1';slwr <= '0';

    end case;

end process comb;

comc:process(clk,pd0,int)     --状态转移条件

     begin

     if(pd0='0') then state<=st0;

     elsif(clk'event and clk = '1') then

       case state is

        when st0=>state <= st1;

        when st1=>st1cnt<= st1cnt+1;

                  if(st1cnt=2) then st1cnt<=0;state <= st2;

                  else state <= st1;end if;

        when st2=>state <= st3;

                  if( int = '0') then state <= st3;

                  else state <= st2;end if;

        when st3=>state <= st4;

        when st4=>state <= st5;

                  if( int = '1') then state <= st5;

                  else state <= st4;end if; 

         when st5=>state <= st6;

        when st6=>st6cnt<= st6cnt+1;

                  if(st6cnt=3) then st6cnt<=0;state <= st7;

                  else state <= st6;end if;

        when st7=>state <= st0;

      end case;

     end if;

     end process comc;

                          图二.max197与控制字节的接口配置图

       SEL_WITH_PE为PE[5:0]编码部分，编出来的信号直接控制器件单元

       可以看出Y[0],Y[1],Y[3]和Y[4]就是由它编出来直接控制MAX197模块的

（二）68013部分

      68013部分核心代码如下：

        #define VX_11 0x11              //MAX197工作在默认模式下

        #define VX_12 0x12   //调节电压幅度和选择通道

  switch( SETUPDAT[ 1 ] )

  { 

    case VX_11:

    {  

      IOE = 0x00; //默认模式下的max197数据采样

  SYNCDELAY; 

      EP0BCH = 0;

      EP0BCL = 1;               // Arm endpoint with # bytes to transfer

      EP0CS |= bmHSNAK;         // Acknowledge handshake phase of device request

  *EP0BUF = VX_11;

      break;

    }

 case VX_12:

    { // 

      IOE = 0x00; //默认模式下的max197数据采样

  SYNCDELAY;

  #pragma asm

  MOV   DPTR,#0E6BAH

  MOVX  A,@DPTR

  MOV   IOE,A

  NOP

  #pragma endasm

      EP0BCH = 0;

      EP0BCL = 1;               // Arm endpoint with # bytes to transfer

      EP0CS |= bmHSNAK;         // Acknowledge handshake phase of device request

  *EP0BUF = VX_12;

      break;

}

如上我们可以看出，VX_11命令下,MAX197工作在默认模式下，通过观察传输进来的数据，可以看出其内部寄存器为0x85;VX_12命令下，我们通过SETUPDAT[2]来调节电压幅度和选择通道。

（三）.实验结果

 (IOE = SETUPDAT[2])

 此时，通过公式CTROUT <= "010" & RANIN & PE7_5，得出CTROUT=5F,观察数据

  可以看出与设想结果完全相同

  而且通过调节控制面板里的SETUPDAT[2]确实可以达到目的，以下是一些数据，由于时间原因，SETUPDAT[2]未被截图：

通过测试slwr写频率，速率大概在200K左右，也就是说每秒钟采样200K个点，然后每个点由三个字节来表示（高，低，状态字节），大概数据流速度为600K/S，虽讲速度较低，但是能够满足传感器数据要求；同时有了此次状态机实验经验，以后可以通过状态机来实现更高速的A/D数据采集。

B部分：BDCM部分与控制系统接口

（一）BDCM部分

                     图三.BDCM直流电机模块

如图：

DECD模块：产生比较数据的上限，此上限数据由PE[7:5]输入，EN是使能信号；

CNT5模块：计数模块，从000～111；

EITHTDEV模块：时钟分频模块，输出时钟为CLK的128分频;

CMP模块：比较计数模块与上限数据，小于则Q为0，大于Q为1;

DRCTR模块：方向控制机，由ZFIN[2:0]控制，Z/F中的哪一个与QIN联通

             “110”  Z=QIN;F=0;  //正向

              "101"   Z<=0;F<=QIN;  //反向

              "011"   Z<=0;F<=0;    //STOP

              OTHERS Z<=0;F<=0;    //STOP

（二）BDCM与COMMANDBYTE接口配置

   1.CPLD部分：

由BDCM可以得出，通过控制EN,ZFIN[2:0]和更改PE[7:5]即可控制电机，因此接口部分也围绕着这三个部分做工作：

EN:由Y[5]控制

ZFIN[2:0]:由Y[8:6]控制

SEL_WITH_PE部分Y[8:5]编码设置：

WHEN "00101"=>Y<="11111111111111111111111111011111";--速度调节Y[5]

WHEN "00110"=>Y<="11111111111111111111111110011111";--Y[6],Y[7],Y[8]用于调节电机转动方向Y[6]=0 正向

WHEN "00111"=>Y<="11111111111111111111111101011111";--反向

WHEN "01000"=>Y<="11111111111111111111111011111111";--停止

      --THE ABOVE ARE FOR BDCM MODEL

另外PE[7:5]直接参与电机速度控制

2.68013部分：

68013部分主要围绕PE[7:0]输出端口而展开，通过以上的CPLD部分编码来相应设置PE[7:0]是这部分工作的核心，主要代码如下：

#define VX_42 0x42              //use as motor test runming 

#define VX_43 0x43     //use as motor test runming 

case VX_42:                //MOTOR RUN WITH SETIPDAT[2] CONTROLING

    {  

      IOE = 0x06;              //默认模式

  SYNCDELAY;

  #pragma asm

  MOV   DPTR,#0E6BAH

  MOVX  A,@DPTR

  MOV   IOE,A

  NOP

  #pragma endasm     

      EP0BCH = 0;

      EP0BCL = 1;               // Arm endpoint with # bytes to transfer

      EP0CS |= bmHSNAK;         // Acknowledge handshake phase of device request

  *EP0BUF = VX_42;

      break;

    }

case VX_43:

    { // 

      IOE = 0x08;  //MOTOR STOP

  SYNCDELAY;

      EP0BCH = 0;

      EP0BCL = 1;               // Arm endpoint with # bytes to transfer

      EP0CS |= bmHSNAK;         // Acknowledge handshake phase of device request

  *EP0BUF = VX_43;

      break;

    }

在VX_42命令下，电机速度和转向可直接通过控制面板的SETUPDAT[2]调节,在此命令下，SETUPDAT只允许输入 XXX00110     //正向转动，速度可调

                        XXX00111    //反向转动，速度可调

                        其他         //电机停止转动

在VX_43命令下，电机停止转动；

通过实验可以得出此方案完全可行。