2.5 Стабилизаторы
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 |
A |
|
Входное напряжение (для V0 = 5V) |
V1 |
TJ =+25°C |
35 |
40 |
В |
|
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:
|
Параметр |
Обозначение |
Условие |
min |
max |
Един. измер. |
|
Выходное напряжение |
Vout |
IOUT = 0mA, VIN = 5V 0 IOUT 5A, 4.75VVIN7V |
3.267 3.235 |
3.333 3.365 |
В В |
|
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)
2.5 Программатор ByteBlaster
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]
2.6 Сборка устройства
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.
3. Конфигурирование ПЛИС
3.1 Система проектирования MAX+plus II
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]
3.2 Описание программы конфигурации ПЛИС
Данная программа состоит из нескольких модулей. Каждый модуль выполняет определённую функцию. Ниже приводиться структура программы конфигурации.
Рис 3.2 Структура программы
3.2.1 Антидребезговая система (antibounce)
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.
3.2.1,1 Встроенная макрофункция – счетчик lpm_counter
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 |
Целочисленный |
Нет |
Установка максимума счета, если параметр не усыновлен то счет не ограничен. |
|
LPM_AVALUE |
Целочисленный/Строковый |
Нет |
Ограничивает максимум счета 32 битами во избежания перегрузки счетчика, когда поведение счетчика не определено при переполнении |
|
LPM_SVALUE |
Целочисленный/Строковый |
Нет |
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 |
Строковый |
Нет |
Позволяет с большой точностью перевести текстовый файл из AHDL в VHDL. По умолчанию не используется. |
|
LPM_TYPE |
Строковый |
Нет |
Связывает LPM_имя с VHDL графическим файлом |
|
CARRY_CNT_EN |
Строковый |
Нет |
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 |
Строковый |
Нет |
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
