CPLD(Complex programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)是在传统的PAL、GAL基础上发展而来的，具有多种工作方式和高集成、高速、高可靠性等明显的特点。
在超高速领域和实时测控方面有非常广泛的应用，日前的CPLD普遍基于E2PROM和Flash电可擦除技术，可实现100次以上擦写循环。
CPLD选择及其扩展模块的设计
由于TMS320LF2407A是3.3v电平供电的，所以CPLD我们也选择3.3v电平供电的XL型号。XC95144XL是Xilinx公司XC9500系列的一种。它的性能指标为;IO口可配置为3.3v或5v操作。所有输出都提供24mA驱动能力;XC295144XL有100个宏单元、3200个可用门和144个寄存器;实现在系统编程，所有器件都支持IEEE1149(JTAG)边界扫描，最小编程/擦除周期为10000次。
其中，DSP(Digital Signal Processor)与CPLD的连接是通过DSP的外部存储器接口实现的。我们通过/IS管脚将其扩展到外部I/O空间，数据总线的高8位和地址总线的低8位与CPLD相连，并且我们将DSP的CLKOUT引脚与CPLD的IO/GCK2连接，为CPLD提供时钟源，由干CLKOUT输出的频率非常高，所以DSP与CPLD的连线应该尽量短，而且要做一些抗干扰的处理，XINT2是DSP的中断引脚，它的作用是当CPLD确定键盘按键的数值后，利用中断将键值传送到DSP中。
CPLD硬件结构设计如图所示
CPLD的设计主要是利用CPLD对键盘、液晶和各种状态指示灯进行控制。由于TMS320LF2407A的I/O管脚和各种特殊功能是复用的，如果将键盘、LCD显示以及各种状态指示灯直接和DSP相连的话，这将造成它的极大浪费，所以我们在它们中间用CPLD作为桥梁。
另一更为重要的原因是键盘和LCD显示是在一个相对较低的速度下实现的，这对于高速数据处理的DSP来说是无法接受的，我们设计的主要用意是：
对于LCD显示，我们将DSP中的数据发送到CPLD，然后DSP去做其他的事情，而后续显示的任务由CPLD完成，CPLD将在LCD允许的速度下对其进行操作即可达到显示目的。
对于键盘，我们将键盘的各种处理进行完之后通过中断来通知DSP，然后DSP进行取数操作，这样的话并不会影响到整个系统的运行速度。
液晶显示模块硬件设计
由于LCD具有低功耗、体积小、质量轻、超薄等诸多其他显示器无法比拟的优点，它广泛用干各种智能型仪器和低功耗
电子产品中。对于数据采集系统来说，液晶显示模块主要功能是显示系统的采样速率及试样所受的应力值。为了解决快速DSP和慢速外设之问接口的问题，根据上述分析系统采用了以CPLD为桥梁的液晶显示模块。其主要的工作流程是：DSP把显示的数据送给CPLD，然后DSP去做其他的事情，而后续显示的任务将在LCD允许的速度下得到显示。
液晶显示模块选择
数显液晶模块：这是一种由段型液晶显示器件与专用的集成
电路组装成一体的功能部什，只能显示数字和一些标识符号。
液晶点阵字符模块：它由点阵字符液晶显示器件和专用的行列驱动器及必要的连接件、结构件装配而成，可以显示数字和西文字符，一般本身具有字符发生器。这种模块的点阵排列是由5×7成5 x 8,5×1的一组像素点阵排列而成的。每组为一位，每位间有一点间隔，每行间也有一点的间隔，所以不能显示图形。
直剪仪数据采集系统的显示特点是不仅能显示模拟拉剪的过程，也要能显示中文、西文操作菜单和各种测量数据，所以以上两种液晶显示模块均不符合本仪器的显示要求。
我们选用的是大连东福的EDM240128F点阵图形LCD。它的最大特点是具有独特的硬件初始值设置功能，显示驱动所需的参数如占空比系数。驱动传输的字节数/行及字符的字体选择等均由引脚电平设置，这样初始化在上电时就已经基本设置完成，软件操作的主要精力就可以全部用于显示画面的设计上了，可以图形方式、文本方式及图形和文本合成方式进行显示，以及文本方式下的特征显示，还可以实现图形拷贝操作。它采用T6963C内核控制器，图2为液晶显示模块硬件设计的原理图。
电平转换芯片的选择
由于CPLD为3.3V的器件，而LCD是5V的器件。所以为了CPLD和LCD之间的电平匹配，需要借助电平转换芯片来完成从3.3V到5V之间的相互转换。选择的电平转换芯片是
ti公司的SN74LVC4245A芯片，这个芯片的数据传输方向是双向的，在引脚DIR的作用下，既可以实现从3.3v向5v转换，也可以实现从5v向3.3v转换。
为了液晶模块能够正确的工作，液晶需要上电复位。本设计中采用的字体是8×8点，所以在硬件电路设计时将FS引脚拉低。
在硬件设计时，我们需要注意的问题是：
(1)在VDD对地(Vss)间接0.1u左右电容去耦，接10u或20u电容滤波;
(2)模块的复位脚/RST接一个复位电路，而且我们也将/RST与CPLD相连，这样我们也可以利用DSP对其进行复位，使得可以是液晶进行定时刷新，预防一些其他干扰;
(3)在做实验时，FG(铁框地线、不能悬空，暂时与数字地连接。
键盘硬件设计
键盘在信号采集系统中是一个很关健的部件，它能向系统输入数据、传送命令等功能，是人工干预系统的主要手段，本系统所用键盘是常用的4×4矩阵式键盘。
16个键盘有0～9数字键，上翻，下翻键，编程键，输入键，擦除键，点号健等。键盘的行线和列线分圳连接CPLD的一个I/O引脚。键盘的行线上有一个2.7k的上拉电阻将行线所连接的CPLD的I/O引脚上拉直高电平。
图3为键盘设计的硬件原理图。
键盘工作原理
按键设置在行、列线空点上，行、列线分别连接到按键开关的两端。行线通过上拉电阻接到3.3v上。平时无按键动作时，行线处于高电平状态，而当有按键按下时，行线的电平状态将由与此行线相连的列线电平决定。列线电平如果为低，则行线电平亦为低，列线电平如果为高，则行线电平亦为高。这一点是识别矩阵键盘按键是否按下的关键所存。由于矩阵键盘中行、列线为多键共用，各按键均影响该键所在行和列的电平。因此各按键彼此将互相影响，所以必须将行、列线信号配合起来并作适当的处理，才能确定闭合键的位置。
结语
本文简单介绍了TI16位控制器DSP与液晶显示模块及键盘模块之间的接口方案.利用了CPLD来进行逻辑转换和控制。提供了一种高速器件和慢速接口直接的连接方法，通过这个接口方案研究，为以后系统的开发提供了一种新的思路。
