【摘　要】　介紹了一種新型多功能順時控制系統(tǒng)，重點闡述了應用在系統(tǒng)可編程器件（ISP）結合EPROM來實現(xiàn)可編程的順時控制系統(tǒng)的設計方法。
??? 關鍵詞：在系統(tǒng)可編程，存儲器，順時控制系統(tǒng)
　　
1　引　言
　　順時控制系統(tǒng)廣泛地應用于工廠機械、家用電器和玩具等的順時自動控制；學校、部隊和機關企事業(yè)單位的作息時間控制也多采用順時控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)的順時控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法是采用分立元件、中小規(guī)模集成電路、計算機控制法和PLC控制法等，其主要缺點是體積大、功耗大、成本高、實現(xiàn)起來較麻煩。本文介紹一種基于在系統(tǒng)可編程器件（ISP）和大規(guī)模IC芯片EPROM存儲器來實現(xiàn)的可編程的順時控制系統(tǒng)的設計方案，該方案的優(yōu)點是體積小、功耗小、調節(jié)靈活、多功能、可靠性高、編程簡單、實現(xiàn)簡便。該順時控制系統(tǒng)順時控制的最小時間間隔為10秒，每天可以非常方便地設定多達360個時刻（也可根據(jù)需要，設定更多時刻），并可非常隨意地改變設定時刻，實現(xiàn)一個控制系統(tǒng)同時順時控制多個目標之功用。
2　新型多功能順時控制系統(tǒng)的工作原理
??? 圖1是多功能順時控制系統(tǒng)的工作原理框圖。
　　通過對ISP器件編程來實現(xiàn)時、分、秒記時顯示；同時產(chǎn)生EPROM存儲器的地址信號，每個地址信號對應一個時刻。通過事先對EPROM存儲器進行編程，使得對應于每個時刻的地址輸入“0”數(shù)據(jù)信號，則發(fā)出負脈沖控制信號的最小時間間隔為10
秒，因此，1天（24小時）可發(fā)出最多360個控制信號，如果同時實現(xiàn)8路控制，每路1天最多可發(fā)出45個控制信號，足以滿足任1路的控制要求。負脈沖控制信號的寬度為10秒，可以通過在ISP器件內部編程的脈寬變窄電路使之轉換為寬度為1秒～5秒不等的正脈沖控制信號，此控制信號再分別經(jīng)過放大驅動電路來控制多路執(zhí)行機構工作，實現(xiàn)1個控制系統(tǒng)多路控制的功能。
3　新型多功能順時控制系統(tǒng)的具體實現(xiàn)方法
　　本數(shù)字系統(tǒng)的設計是采用基于ISP芯片的自頂而下的模塊化設計方法。ISP芯片選用Lattice公司的ispLSI1032E器件，該器件有32個GLB，6000個PLD等效門，84個管腳，64個I／O端，8個直接輸入端，最高工作頻率為90MHz。設計工具選用Lattice公司設計的isp EXPERT7．XXSystem應用開發(fā)軟件，該軟件是一套進行FPLD設計的高級設計工具，它基于Windows操作系統(tǒng)，支持多種模塊設計輸入方式，如：電路原理圖、ABEL－HDL、VHDL語言、Verilog－HDL語言等。該軟件支持邏輯功能仿真、器件時序仿真及邏輯綜合，可用原理圖、語言和混合法三種輸入方式工作，它是一種先進的FPLD設計系統(tǒng)。在順時控制系統(tǒng)的數(shù)字部分，系統(tǒng)頂層設計包括子系統(tǒng)功能分配、內部功能塊的 聯(lián)結和對外的接口關系，采用電路原理圖輸入；底層設計既可采用VHDL語言、ABEL－HDL語言描述，也可利用isp EXPERT 7．XXSystem強大的宏庫功能采用原理圖輸入。

　　計數(shù)器和譯碼驅動器設計在ISP內部，10進制計數(shù)器是最基本的模塊，用ABEL－HDL語言描述如下：

　　在10進制計數(shù)器基礎上構成60、24進制計數(shù)器，譯碼驅動器也用語言描述。通過手動校時、校分，可以任意設定控制系統(tǒng)工作的起始時間。秒脈沖信號由石英晶體振蕩器和分頻器產(chǎn)生。為了對EPROM編程，需要把時間信號送到EPROM的地址端，為使時間最小間隔為10秒鐘，需要引出時十位Q1、Q0信號，時個位Q3、Q2、Q1、Q0信號，分十位Q2、Q1、Q0信號，分個位Q3、Q2、Q1、Q0信號，秒十位Q2、Q1、Q0信號等16根信號線。EPROM27128有14根地址線，需要用4片EPROM27128存儲器，圖3是全譯碼法構成的4×16K×8存儲器。

　　例如：時間08：25：30秒對應地址為：212BH，即在該地址單元寫入0信號。
　　時間15：38：40秒對應地址為：55C4H，即在該地址單元寫入0信號。
　　現(xiàn)采用SUPERPRO／L＋編程器，對4片EPROM27128分別進行編程，編程時編程器電纜線與計算機相連，編程的數(shù)據(jù)直接寫入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，然后對EPROM27128進行編程操作。如編程有誤或改變控制時刻，需擦除后重新編程。
　　因有8個數(shù)據(jù)輸出端，故同時可以控制8路執(zhí)行機構。
??? 圖4是EPROM輸出后信號處理圖。

　　脈寬變化電路的作用是把10秒寬的負脈沖信號變?yōu)?秒～10秒寬度不等的正脈沖信號。圖5是設計在ISP器件內部的脈寬變化電路。
　　預置時間到時，10秒寬的正脈沖打開門電路1，讓1Hz的脈沖通過，計數(shù)器計數(shù)，同時，打開門電路　　

2，使之輸出從0電平到1電平，用原理圖設計的寬度預置模塊是門電路組合電路，到預置時間時發(fā)出低電平，關閉門電路1、2，使門電路2從1電平回到0電平，門電路2輸出所需寬度的脈沖信號。
　　在頂圖原理設計中，輸入輸出必須加緩沖器，鎖定在ispLSI1032E的管腳上，本研究的技術路線是：數(shù)字系統(tǒng)部分設計→輸入計算機產(chǎn)生JEDEC文件→下載到ISP器件里→對EPROM編程→設計外圍電路（脈沖產(chǎn)生電路、穩(wěn)壓電路、放大驅動電路、信號處理電路等）→繪制總原理圖和接線圖→安裝、調試→測試、驗證。
　　本文介紹的采用在系統(tǒng)可編程邏輯器件和EPROM存儲器相結合設計的新型多功能順時控制系統(tǒng)，不僅簡化了硬件的開發(fā)和制造過程，而且使體積大大減少，提高了系統(tǒng)的可靠性，可同時控制8路執(zhí)行機構。最為重要的是可以在不修改硬件電路的
基礎上，僅僅通過修改設計和對EPROM重新編程即可實現(xiàn)不同時間的控制，實現(xiàn)簡單，使用靈活方便。