如何实现MCU CPLD变压器测试系统的设计？有什么方法？

CPLD(Complex Programmable Logic Device)是复杂可编程逻辑器件，它是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。CPLD是从PAL和GAL器件发展出来的器件，相对而言规模大，结构复杂，属于大规模集成电路范围。

CPLD有五个主要部分：宏单元、逻辑阵列块、扩展乘积项、I/O控制块和可编程连线阵列。在CPLD的宏单元中，每个宏单元中的触发器可以单独地编程为具有可编程时钟控制的D、T、JK或RS触发器的工作方式。触发器的时钟、清零输入可以通过编程选择使用专用的全局清零和全局时钟，或使用内部逻辑(乘积项逻辑阵列)产生的时钟和清零。

CPLD的优点包括编程灵活、集成度高、设计开发周期短、适用范围宽、开发工具先进、设计制造成本低、对设计者的硬件经验要求低、标准产品无需测试、保密性强、价格大众化等特点，可实现较大规模的电路设计，因此被广泛应用于产品的原型设计和产品生产(一般在10,000件以下)之中。几乎所有应用中小规模通用数字集成电路的场合均可应用CPLD器件。

MCU+CPLD是针对数据采集系统的设计，目的是提高系统的信号采集精度和处理能力。在这个方案中，MCU和CPLD分工合作，各自负责一部分任务。

具体来说，MCU主要负责数据处理和与上位机的通信，而CPLD则负责控制信号的输入和输出以及数据的存储。这种分层的结构能够有效地提高系统的性能和稳定性，同时也能够降低开发的难度和成本。

例如，在数据采集系统中，需要采集多种信号，包括模拟输入信号和数字输入信号。这些信号需要经过一定的处理才能被上位机识别和处理。在这个方案中，CPLD负责将信号采集并存储起来，然后将处理后的数据送入MCU中。而MCU则将接收到的数据进行处理，并与上位机进行通信，将数据传输到上位机中进行显示和处理。

此外，为了确保系统的可靠性和稳定性，该方案还采用了多模冗余的模/数转换结构，最大限度地提高系统的信号采集精度和处理能力。同时，也采用了先进的抗干扰技术和温度补偿技术，以适应恶劣的工作环境。这个MCU+CPLD的方案具有较高的实用性和可靠性，能够满足多种复杂的数据采集需求。这种设计方案也能够应用于其他类似的数据采集系统中，具有一定的参考价值。

CPLD芯片设计的变压器测试系统大致可以这样工作：

初始化。变压器接入测试仪测试端后接通电源，打开测试仪，测试仪首先进行初始化，包括PSD、全局变量、串口、中断8253计数器，LCD等的初始化。

自检。包括检查测试仪内部电路是否正常，是否响铃(由变压器输入端电压接反引起的报警)，连续检测8个周期的输入端电压并判断输入电源是否接好，电压是否正常，通讯是否正常，自检过程是串级检测(任一项自检不合格就闪灯报警)。

输入变压器型号。控制相应继电器动作，将该变压器所有副边绕组接入测试端，并选择合适量程，进入测试状态。

参数测试。测完参数后MCU进行处理并显示相应变压器测试结果。

结果判断。根据变压器是否合格进行判断，不合格则触发蜂鸣器报警。

数据处理。根据要求进入通讯状态，向上位机发送和接收数据。

我们实现MCU+CPLD变压器测试系统的设计，需要按以下步骤进行：

选择合适的MCU：为了实现变压器测试系统的智能化，需要选用具有良好性能和可靠性的MCU。根据具体应用场景和功能需求，选择适合的MCU型号。

搭建硬件平台：根据MCU和CPLD的接口要求，搭建硬件平台，包括信号调理电路、数据采集电路、信号输出电路等。

设计CPLD逻辑：利用MAX7000系列EPM728 CPLD，设计逻辑，实现对变压器测试系统的自动化控制。

实现数据采集：利用CPLD和A/D芯片，实现对变压器各种参数的数据采集，如原边电流、次边电压、次边带载电压电流等。

设计串口通讯：采用VC++6.0编写软件，实现串口通讯，将采集的数据归类统计并判断是否合格，并输出测试结果。