2 硬件設(shè)計(jì)
　　控制部分的核心是單片機(jī)和CPLD器件，它們之間的接口方式一般有獨(dú)立方式和總線方式兩種。獨(dú)立方式最大的優(yōu)點(diǎn)是接口邏輯無須遵循單片機(jī)內(nèi)固定的總線方式的讀寫時(shí)序,?？偩€方式具有編程簡單、速度快的優(yōu)點(diǎn),。本設(shè)計(jì)采用8位總線方式,，圖2為硬件連接原理圖。設(shè)計(jì)中選用的CPLD是Lattice公司的ispLSI1032E-125LJ,，CPLD的時(shí)鐘采用80MHz的有源晶振,，產(chǎn)生的脈沖的最小脈寬為12.5ns，最大的脈沖寬度 為12.5×256=3187.5ns,。在脈沖串輸出模式下最多可以輸出255個脈沖,；在連續(xù)輸出模式下，輸出脈沖個數(shù)不受限制,。這樣的設(shè)計(jì)可以滿足脈沖功率源的應(yīng)用范圍,。
　　單路光纖發(fā)射電路原理圖見圖3。為了使光纖發(fā)射器件有足夠的驅(qū)動電流,，電路中用了3個與非門并聯(lián)驅(qū)動,。每一個CPLD的輸出端口都由光纖發(fā)射電路分成12路同步光信號輸出，因此,，最后能得到的觸發(fā)信號的路數(shù)可以是非常多的,，足以滿足現(xiàn)階段開展的脈沖功率源的研究需要。

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3 軟件設(shè)計(jì)
　　信號發(fā)生器需要編寫上位機(jī)(PC機(jī)),、單片機(jī)和CPLD的程序,。在PC機(jī)上，用Microsoft Visual Studio 2005作為開發(fā)平臺,，以VB作為開發(fā)語言,，采用System.IO.Ports.SerialPort作為串口通信的控件，編寫了上位機(jī)的控制程序,。SerialPort控件很好地封裝了串口通信的操作，編寫程序僅僅需要調(diào)用Write和ReadByte這兩個函數(shù)^[2],。PC的功能模塊包括設(shè)置和獲取信號發(fā)生器輸出脈沖的寬度,、數(shù)量、頻率,、復(fù)位單片機(jī)等,。 開發(fā)的脈沖信號發(fā)生器控制程序的用戶界面如圖4所示。
　　單片機(jī)89S52程序的各個函數(shù)模塊之間的關(guān)系和程序流程如圖5和圖6所示,。整個程序以串口中斷處理函數(shù)作為程序的主流程,。同時(shí)，由于把CPLD作為單片機(jī)的外部數(shù)據(jù)存儲器，單片機(jī)對CPLD的控制程序就簡化為對CPLD映射的幾個端口的讀寫,。

　　CPLD以Lattice公司的ispLevel3做為開發(fā)工具,，用VHDL作為開發(fā)語言，包括端口映射模塊和脈沖生成模塊,。端口映射模塊模擬單片機(jī)的讀寫時(shí)序,，將CPLD映射為單片機(jī)的0x80～0x82這幾個地址。其VHDL語言關(guān)鍵代碼如下：
process(ALE,，RD)
begin
　　if((ALE and RD)=′1′)then
　　　　read<=′1′,；
　　end if；
　　if((ALE and RD)=′0′)then
　　　　read<=′0′,；
　　end if,；
end process；
--從總線上讀數(shù)據(jù)
process(read)
begin
　　if(read′EVENT and read =′0′) then
　　case ALE_Address is
　　　　when ″10000000″=>P0<=
　　　　　　　baseSettingPeriod,；
　　　　when ″10000001″=>P0<=
　　　　　　　baseSettingWidth,；
　　　　when ″10000010″=>P0<=
　　　　　　　baseSettingPulsenumber；
　　　　when others =>P0<=″ZZZZZZZZ″,；
　　end case,；
　　end if；
end process,；
--寫數(shù)據(jù)到總線上
process(WR)
begin
　　if (WR′event and WR=′0′)then
　　case ALE_Address is
　　　　when ″10000000″=>baseSettingPeriod<=P0,；
　　　　when ″10000001″=>baseSettingWidth<=P0；
　　　　when ″10000010″=>baseSettingPulsenumber<=P0,；
　　　　when others=>null,；
　　end case；
　　end if,；
end process,；
　　端口映射部分的仿真結(jié)果如圖7所示。

　　脈沖生成部分由兩個主要process組成,，一個process用來產(chǎn)生單個的脈沖,，另一個則用來產(chǎn)生設(shè)定數(shù)量的脈沖。仿真的波形如圖8所示,。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
　　圖9是在周期為125ns,、脈寬為12.5ns時(shí)的實(shí)驗(yàn)波形。對波形的測量結(jié)果如表1,。