[發明專利]一種擴展CPLD器件IO口的方法

在審

• 申請號: 202010894058.0
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112000602A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 趙明亮;王呂大;沈月峰;王曉光;龔清生
• 申請（專利權）人: 北京計算機技術及應用研究所
• 主分類號: G06F13/38
• 分類號: G06F13/38
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 王雪芬

本發明涉及一種擴展CPLD器件IO口的方法，屬于通信技術領域。本發明針對CPLD器件IO口不夠用的情況，設計了一種基于I²C總線擴展CPLD器件IO口的方法，該方法簡單易行。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，具體涉及一種擴展CPLD器件IO口的方法。

背景技術

CPLD最初多應用于通信領域，隨著信息產業和微電子技術的發展，其應用范圍向更多、更廣泛的領域擴展，遍及航空航天、醫療、通訊、計算機、網絡、安防、汽車電子、工業、消費類市場、測量測試等多個熱門領域。隨著微電子技術的發展，CPLD的功能越來越強大。由于封裝尺寸的限制，器件IO口(CPLD等可編程器件可以供用戶作為輸入/輸出用途的通用管腳)總數是有限的。在設計包含CPLD的電路(例如，電腦主板)的復雜電路板時，很多由ASIC芯片或者分立晶體管完成的功能都交給CPLD來完成，這就會導致CPLD器件IO口不夠用的情況。如何針對CPLD器件IO口不夠用的情況，設計一種簡單易行的擴展IO口數量的方法，成為亟待解決的技術問題。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：如何針對CPLD器件IO口不夠用的情況，設計一種簡單易行的擴展IO口數量的方法。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種擴展CPLD器件IO口的方法，該方法中，將CPLD器件內部用硬件描述語言實現I²C總線主設備控制器，CPLD器件可通過I²C總線讀寫PCA9555芯片內部的寄存器；

將CPLD器件外部通過I²C總線連接PCA9555芯片；

使PCA9555芯片對外提供I²C從設備接口和16個IO口，其I²C從設備接口連接CPLD的I²C主設備接口；

在PCA9555芯片內部設置8個寄存器，這些寄存器包括2個輸入寄存器、2個輸出寄存器、2個配置寄存器和2個輸入極性控制寄存器；CPLD器件通過讀取輸入寄存器獲取輸入管腳狀態；CPLD器件通過寫入輸出寄存器驅動相應輸出管腳；CPLD器件通過寫入配置寄存器把相應管腳設置為輸入或輸出狀態。

優選地，所述PCA9555芯片對外提供的16個IO口連接輸出器件。

優選地，所述PCA9555芯片對外提供的16個IO口連接LED指示燈。

優選地，所述PCA9555芯片對外提供的16個IO口連接輸入器件。

優選地，所述PCA9555芯片對外提供的16個IO口連接撥碼開關。

優選地，所述輸入極性控制寄存器使用默認值。

本發明又提供了一種利用所述的方法實現的系統。

本發明還提供了一種利用所述的系統實現擴展IO口的輸入輸出操作的方法，包括以下步驟：

上電后，首先設置IO口的方向，方向設置完成以后才能使用IO口進行正常的輸入輸出；

PCA9555芯片的2個配置寄存器中，每個配置寄存器8位，共16位，剛好對應16個IO口；向PCA9555芯片的配置寄存器的一位寫入“0”，即可把對應的IO口設置為輸出，相反地，寫入“1”，把對應的IO口設置為輸入；CPLD器件根據應用需求，通過I²C總線向PCA9555芯片的2個配置寄存器寫入特定值，把16個IO口方向設置為輸入或者輸出；