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用Protel 99实现逻辑电路设计 辽宁工程技术大学刘栋良 黑龙江科技学院崔丽丽 摘要介绍可编程逻辑器件（PLD）应用和相应软件的发展;使用EDA工具Protel 99的PLD设计简单逻辑电路的一般方法。 关键词Protel 99PLDCUPL语言 引言 众所周知，用中小规模的逻辑器件设计时，有两方面的问题显得很重要：一是逻辑函数必须化简，因为逻辑函数越简单，所采用的逻辑门电路越少，成本越低;另一是中小规模逻辑器件性能有限，往往是设计一个逻辑功能，就要用到几种不同的器件，要求设计人员充分考虑到器件之间的连接与扩展。因此，用中小规模逻辑器件来设计逻辑电路，硬件的实现是件比较复杂的事。 在20世纪80年代，可编程逻辑器件PLD（Programmable Logic Device）的蓬勃发展，将电子设计推向一个崭新的阶段。在用PLD器件设计逻辑电路时，一些工作由计算机去完成，就可以避免花费大量时间去推导、化简与转换逻辑函数，也不必费心去考虑器件内部的逻辑关系。设计人员只要选择能满足设计要求的器件就可以了，但这要求相应的软件来支持，而且所用的软件越高级，设计过程就越简单。这些软件一般分为汇编型、编译型以及新发展的原理图输入型。70年代末，MMI公司推出的PALASM汇编型软件，可把汇编通过的源文件生成列表文件和JED文件。该软件不能完全支持其它公司的PLD产品。80年代初，Data I/O公司推出的CUPL、ABEL软件包是两个编译型软件。它们是基于硬件描述语言来设计逻辑电路的。90年代，又发展了VHDL及Verilog\ HDL软件，这些都支持各个公司的PLD产品，是一种高级通用型开发软件。另外，在80年代中期，开始出现原理图输入型软件，如PCAD系统;现在，又出现了EDA工具Protel 99等。本文就针对Protel 99的原理图和编译型这两种方法对简单逻辑电路的实现加以介绍。 一、 设计说明 用GAL16V8实现基本逻辑门电路，与门、或门、与非门、或非门、异或门、同或门。GAL16V8引脚配置如图1所示。 图1GAL16V8基本逻辑门引脚图它们的逻辑关系是:f1=a & b;f2=c # d;f3=! ( e & f );f4=! ( g # h );f5=i$j;f6=! ( k $ l )。其中，GAL（Generic\ Array Logic）是通用阵列逻辑，是Lattice公司研制的一种电可擦除、可重编程的低密度的PLD器件。 二、 原理图设计法 原理图输入方式比较容易掌握，直观而且方便，所画的电路原理图（这种原理图与利用Protel画的原理图有本质的区别）与传统的器件连接方式完全一样，很容易被人接受，而且编辑库中有很多现成的元器件可以利用，自已也可以根据需要设计元件。 第一步：调入库文件，画原理图。 运行Protel 99，建立Schematic文件，调入PLD库。利用库中的器件，根据逻辑关系画图。如图2所示为实现的简单逻辑门电路。 图2原理型输入的逻辑图第二步：进行PLD配置、编译，产生JED下载文件。 在原理图完成后，对PLD进行配置，选择DEVICE（装置）为GAL16V8，OUTFORMAT(输出格式)为JED文件。这样就可以进行编译，产生JED文件以及其它辅助文件。 三、 编译型输入 利用Protel 99 PLD内嵌的CUPL硬件描述语言也可实现这样的逻辑电路。 第一步：源文件输入。 Protel 99下的TextEdit是一个编写逻辑描述文件和仿真项目表文件的文件编辑器。PLD99的语言文本编辑器TextEdit具有标准文本编辑器的主要常用功能，可以非常方便地进行CUPL语言的文本编辑。下面程序是逻辑电路CUPL语言的一个简单实现。 NameGates; /** Inputs**/ Pin 19 = a; Pin 1 = b; Pin 2 = c; Pin 3 = d; Pin 4 = e; Pin 5 = f; Pin 6 = g; Pin 7 = h; Pin 8 = i; Pin 9 = j; Pin 11 = k; Pin 12 = l; /** Outputs **/ Pin 18 = and; Pin 17 = or; Pin 16 = nand; Pin 15 = nor; Pin 14 = xor; Pin 13 = nxor; /** Logic Equations **/ and = a&b; or = c#d; nand = !(e & f); nor = !(g & h); xor = i$j; nxor = !(k$l); 第二步：配置、编译，产生JED下载文件。 在程序编写完成后，对PLD进行配置、编译、调试，直到编译成功，产生JED下载文件。 1. 运行ALL\ 07软件 在DOS环境C：\\ALL07\\>下，键入ACCESS，进入主菜单，并根据提示选择编程器件的类型、生产厂家、芯片型号。 2. 编程操作 将芯片放在插座上，按规定方向放置并锁紧。根据编程操作主菜单的提示进行操作。 按T键：选择器件型号; 按M键：选择生产厂家选过，此处可不用再选）; 按2键：将JED文件放入内存; 按B键：芯片空白检查; 按P键：对器件编程并自动进行校对; 按S键：对已编程的芯片进行加密操作; 按A键：自动编程对B、P、S键的操作一次完成。 结束语 以上这两种方法产生的JED文件下载到GAL16V8器件中，都符合要求。可见用硬件描述语言可简化设计。MES 参考文献 1韩力, 李晋炬, 齐春东. EDA工具Protel 98及其设计应用. 北京：北京理工大学出版社 2齐怀印,卢锦. 高级逻辑器件与设计. 北京：电子工业出版社 3潘松,王国栋.VHDL实用教程.成都：电子科技大学出版社 4江思明.Protel 99实例演练.北京：人民邮电出版社 5ALL\ 07编程器的使用说明

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来源:单片机与嵌入式系统应用 作者:辽宁工程技术大学 刘栋良;黑龙江科技学院 崔丽丽 时间:2006/2/12 0:00:00