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可编程逻辑器件及应用实验法

一、可编程逻辑器件的概念

可编程逻辑器件（ProgrammableLogicDevice，简称PLD）是一种

集成电路芯片，可以通过编程实现不同的逻辑功能。PLD可以通过改

变内部连接方式和电路结构来实现不同的功能，因此具有高度的灵活

性和可重构性。常见的PLD包括可编程逻辑阵列（Programmable

LogicArray，简称PLA）、可编程数组逻辑器件（Programmable

ArrayLogic，简称PAL）和复杂可编程逻辑器件（Complex

ProgrammableLogicDevice，简称CPLD）等。

二、PLD的应用领域

1、数字电路设计

数字电路设计是PLD最主要的应用领域之一。由于PLD具有高度灵活

性和可重构性，因此可以根据需要定制不同功能的数字电路。常见的

数字电路包括计数器、寄存器、多路选择器等。

2、通信系统

在通信系统中，需要对数据进行处理和转换。使用PLD可以实现各种

通信协议和接口标准，如UART、SPI、I2C等。

3、工业控制系统

工业控制系统需要对各种传感器信号进行处理，并根据需要控制执行

机构。使用PLD可以实现各种控制算法和控制策略，如PID控制、模

糊控制等。

4、嵌入式系统

嵌入式系统是指将计算机技术应用于各种电子设备中，如手机、数码

相机、电视机等。使用PLD可以实现各种嵌入式系统的功能，如图像

处理、语音识别等。

三、PLD实验法

1、实验目的

了解PLD的基本原理和应用领域，学习PLD编程方法和调试技巧。

2、实验器材

（1）PLD芯片：常见的PLD芯片有ATF16V8B和ATF22V10C等。

（2）编程器：常见的编程器有TL866IIPlus和G540等。

（3）开发板：常见的开发板有AlteraCycloneIVGXStarterKit和

XilinxSpartan-6FPGASP601等。

3、实验步骤

（1）选择合适的PLD芯片，并将其插入编程器中。

（2）下载并安装相应的开发工具软件，如QuartusII和ISEDesign

Suite等。

（3）根据需要设计逻辑电路，并使用开发工具软件进行仿真验证。

（4）将设计好的逻辑电路烧录到PLD芯片中，并将其插入开发板上

进行测试验证。

4、实验注意事项

（1）在进行PLD编程前，需要对PLD的原理和编程方法有一定的了

解。

（2）在进行PLD编程时，需要仔细检查逻辑电路的设计和仿真结果，

确保其正确性。

（3）在进行PLD测试时，需要仔细检查开发板的接线和配置，确保

其与逻辑电路的要求相符。

四、总结

可编程逻辑器件是一种灵活、可重构的集成电路芯片，具有广泛的应

用领域。通过PLD实验法可以深入了解PLD的原理和应用方法，并掌

握PLD编程和调试技巧。在今后的工作中，我们可以根据需要使用

PLD来实现各种数字电路、通信系统、工业控制系统和嵌入式系统等

应用。