CPLD在传感器接口中的设计应用

📚 共计 30 章节
01
CPLD基础与选型
CPLD内部结构(逻辑块、I/O块、互连资源)、主流厂商器件对比、选型要素
逻辑资源I/O电压封装
02
开发环境搭建
Quartus II / Vivado / Lattice Diamond 安装配置、License、工程创建、仿真集成
QuartusVivadoModelSim
03
硬件描述语言基础 (Verilog)
模块结构、wire/reg、运算符、assign、always块、阻塞与非阻塞赋值
wire/regalways赋值
04
组合逻辑设计
基本门电路、多路选择器、译码器、加法器、比较器、三态门设计
MUX译码器加法器
05
时序逻辑设计
D触发器、寄存器、计数器、分频器、状态机基础 (Moore/Mealy)
计数器分频器状态机
06
传感器接口概述
传感器分类、I2C/SPI/UART/1-Wire/PWM、CPLD桥接角色
I2CSPIUART
07
I2C协议详解
物理层、时序、7/10位地址、标准/快速/高速模式
SDA/SCL应答时序
08
CPLD实现I2C主机控制器 (一)
状态机设计、起始/停止条件、字节收发、应答检测
状态机字节发送应答
09
CPLD实现I2C主机控制器 (二)
多字节读写、时钟拉伸、仲裁检测、错误处理
多字节时钟拉伸仲裁
10
I2C从机接口设计
从机地址识别、寄存器读写、中断、与LM75实战
从机LM75中断
11
SPI协议详解
四种模式(CPOL/CPHA)、全双工、多从机片选、时序参数
CPOLCPHA片选
12
CPLD实现SPI主机控制器
移位寄存器、时钟分频、模式配置、多字节传输
移位寄存器分频多字节
13
CPLD实现SPI从机接口
从机选择、数据移位、中断标志、与MCP3008实战
从机MCP3008ADC
14
UART协议详解
异步串行、波特率、数据帧格式、RS-232电平转换
波特率帧格式RS-232
15
CPLD实现UART发送器
波特率发生器、并串转换、帧生成、FIFO缓冲
并串转换FIFO发送
16
CPLD实现UART接收器
起始位检测、串并转换、采样同步、奇偶校验、FIFO
接收采样奇偶校验
17
1-Wire协议详解
单总线通信、复位/存在脉冲、读写时序、ROM命令
1-Wire复位脉冲ROM
18
CPLD实现1-Wire主机控制器
时序生成、位读写、ROM搜索、与DS18B20实战
DS18B20ROM搜索时序
19
PWM信号测量与生成
PWM原理、占空比/频率测量、CPLD生成、舵机/电机控制
PWM占空比舵机
20
脉冲计数与频率测量
计数器设计、闸门时间、等精度测频、流量/转速传感器
计数器等精度测频
21
并行接口设计
GPIO扩展、数据锁存、中断输入、LCD1602/12864实战
GPIOLCD锁存
22
多传感器数据采集系统
多路复用、时序调度、数据缓存、FIFO/RAM配合
MUXFIFO调度
23
信号同步与去抖动
亚稳态、双级触发器同步、边沿检测、按键/开关去抖动
亚稳态同步去抖动
24
CPLD与MCU的接口设计
并行总线、SPI从机、I2C从机、中断、双口RAM通信
并行总线双口RAM中断
25
低功耗设计技巧
时钟门控、使能控制、分频策略、I/O优化、待机模式
门控使能待机
26
时序分析与约束
建立/保持时间、时钟偏斜、时序路径、Quartus/Vivado约束
建立时间约束偏斜
27
仿真与验证
Testbench编写、波形分析、功能/时序仿真、覆盖率
Testbench波形覆盖率
28
调试技巧
SignalTap II / ChipScope、内部节点观察、触发条件、问题排查
SignalTapChipScope触发
29
项目实战一:多通道温度采集
DS18B20 + LM75 + 数码管显示
温度DS18B20数码管
30
项目实战二:智能传感器桥接器
SPI ADC + I2C OLED + UART输出
桥接ADCOLED