基于ATmega128和CPLD的数字继电保护装置系统设计与实现

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基于ATmega128和cpld的数字继电保护装置系统设计与实现

/ h  ^, u1 g0 M' M7 a7 h* `摘要: 介绍了ATmega128单片机与CPLD在数字继电保护保护装置中的硬件设计与应用。单片机与CPLD配合
应用，改善了原来传统的由单片机、程序存储器、数据存储器、数据驱动芯片、锁存器、地址译码器等一些外
2 U* \: t  J0 q# s9 J  k围芯片组成的硬件结构，形成了结构简单而功能全面的CPU+CPLD结构。大大简化了硬件从而提高了系统的可靠
0 G5 e. \3 ?3 P/ a性和抗干扰能力，缩短了开发周期和降低了产品成本。且制造出商用产品，产生了良好的社会和经济效益。
- n- R# s, H! O; T关键词:单片机; ATmega128; CPLD; VHDL
0 q, {3 q9 q" j
) b! B: c6 C) H  S0引言
! D; P( _  G! q4 c9 yATMEL公司的ATMEGA128，有丰富的片内资源:它带有
8路10位的AD转换器，128K的FLASH程序存 储空间，4K的
1 t/ F1 f. x6 }- t. f2 e' g1 ]RAM数据存储空间，4K的EEPROM掉 电保持数据存储空间，
, _$ _. M. G! v9 X. s2 S2 c可通过SPI实现系统内编程，高级语言编程采用功能强大
$ K& m2 s2 H( X/ {且高效率的GCC编译器和GDB调试器，ATMEGA128单片机是
目前为止GCC所支持的唯一-种 8位处理器。ATMEGA128
采用了Harvard结构，具有独立的数据和程序总线，从.
而使得处理器指令和数据并行，大大提高了处理效率。.
) I1 \+ k! I6 i. B+ a& j程序存储器的指令通过一级流水线运行。CPU在执行- -
条指令的同时读取下一-条指令(而传统的51系列的单片机
6 A* X' r- A% L, a一般没有带内置的AD转换器，没有FLASH程序存储空间，
只有128KB的数据存储空间，没有EPROM掉电保持数据存
储空间。
CPLD由完全可编程的与/或门阵列以及宏单元构成。
与/或阵列是可重新编程的，可以实现多种逻辑功能。宏
9 |# ^% x; H! o7 `) L单元则是可实现组合或时序逻辑的功能模块，同时还提
6 m2 S% l5 q& i# k) Y+ R% Q3 i供了真值或补码输出和以不同的路径反馈等额外的灵活
) `2 ?# ^/ Z5 @6 e性。Xi1inx设计的CPLD采用了一种创新的全数字内核，
能够以极低的功耗达到同样的性能水平。这使得我们在
- c( [$ x/ c) g高性能和低功耗设计中使用同一种CPLD结构。CPLD有可
重新编程、简单易用、低成本、非易失和高保密等特点。
选用Xinlin公司的X9572利用VHDL语言可以实现245、573、
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