該單片機(jī)外接晶振最大頻率為40MHz，它在串行口方式0下波特率可設(shè)置為fosc/4。另外通過設(shè)置特殊功能寄存器CKCON的MD0、MD1、MD2三位，可以將MOVX、MOVC等指令周期縮短至2個(gè)機(jī)器周期。與普通單片機(jī)相比，可使配置時(shí)間大為縮短。WINBOND78E58單片機(jī)內(nèi)部擁有32KB FLASH ROM.由配置文件數(shù)據(jù)表2可知，只需一片單片機(jī)就可以對EPF10K20系列以下的PLD進(jìn)行配置了。本系統(tǒng)中使用了一片APEX20K300E，因此在硬件電路設(shè)計(jì)中，擴(kuò)展了一片WINBOND29C040 FLASH存儲器（容量為512KB），其電路如圖2。DATA0與RXD、DCLK與TXD、nCONF與P15、CONFIG_DONE與P16、nSTATUS與P17分別相連。
3.2 軟件設(shè)計(jì)
在軟件編程時(shí)，使用了串行口移位寄存器輸入輸出方式。本系統(tǒng)只需用到輸出方式，串行數(shù)據(jù)通過RXD引腳輸出，而在TXD引腳輸出移位時(shí)鐘。當(dāng)一字節(jié)數(shù)據(jù)寫入串行數(shù)據(jù)緩沖器SBUF時(shí)，就開始發(fā)送。在此期間，發(fā)送控制器送出移位信號，使發(fā)送移位寄存器的內(nèi)容右移一位，直至最高位（D7位）數(shù)字移出后，停止發(fā)送數(shù)據(jù)和移位時(shí)鐘脈沖。RXD、TXD時(shí)序如圖3。由圖3可知，它可以用來模擬配置時(shí)序。發(fā)送完一字節(jié)數(shù)據(jù)后，硬件置發(fā)送標(biāo)志位TI為1，向CPU申請中斷。若CPU響應(yīng)中斷，則從0023H單元開始執(zhí)行串行中斷服務(wù)程序。 為了提高配置速度，單片機(jī)程序用匯編語言編寫。單片機(jī)上電后使nCONFIG腳由低到高復(fù)位待配置PLD；當(dāng)判斷到nSTATUS為高后，開始從外部FLASH存儲器取數(shù)據(jù)串行移位。配置過程中，查詢CONF_DONE。一旦為高，配置完成，但還要送40個(gè)DCLK脈沖，PLD才能進(jìn)入用戶工作狀態(tài)。
用戶設(shè)計(jì)PLD程序經(jīng)MAXPLUS II或QUARTUS編譯后將產(chǎn)生后綴后為.sof的SRAM目標(biāo)文件。該文件含有除配置數(shù)據(jù)以外的控制字符，不能直接寫入到PLD中去，需要利用軟件的編程文件轉(zhuǎn)換功能將文件轉(zhuǎn)換成.rbf（Raw Binary File）十六進(jìn)制文件。把.rbf文件燒寫到存儲器中，單片機(jī)通過MOVX指令讀入后，串行移位到PLD。
部分asm語言源程序如下：
NCONFIG BIT P1.5
CONFDONE BIT P.6
NSTATUS BIT P1.7
ORG 000h
……
CLR SM0
CLR SM1 ；SM0，SM1為0，串口工作于方式0
CLR SM2 ；串口波特率為fosc/4
CLR REN
ANL 8EH，#0f8h ；地址8EH是CKCON單元，MD0、MD1、MD2清0
CLR EA
WJRESTART：CLR NCONFIG
SETB NCONFIG ；上升沿復(fù)位PLD
WAIT：JNB NSTATUS，WAIT ；NSTATUS為高，可進(jìn)行配置
WJPEIZHI：MOV P1，COUNTER3
MOV DPH，COUNTER2
MOV DPL，COUNTER1 ；配置數(shù)據(jù)大，需3個(gè)單元作地址記數(shù)
MOVX A，@DPTA
MOV SBUF，A ；串行移位
NOP
NOP ；采用填充2個(gè)空指令，正好使一個(gè)字節(jié)發(fā)送完成，可發(fā)送下一個(gè)字節(jié)
INC COUNTER1 ；地址加
MOV A，COUNTER1
JB CONFDONE，WJEND1
CJNE A，#0，WJPEIZHI
INC COUNTER2
NOV A，COUNTER2
CJNE A，#0，WJPEIZHI
INC COUNTER3
LJMP WJPEIZHI
WJEND1：MOV R0，#60
WJEND：WOV A，#55H
……
MOV SBUF，A ；由此產(chǎn)生40個(gè)DCLK時(shí)鐘
DJNZ R0，WJEND
WERE：LJMP HERE ；配置完成，進(jìn)入用戶工作模式
使用OTP（One Time Programming）器件配置CPLD具有一定的冒險(xiǎn)性，一次簡單的代碼更換就可能意味著更換OTP器件，并重新開始所有的程序。被動串行微處理器（Passive Serial With Processor）配置方式以EEPROM為基礎(chǔ)，允許對這些存儲器進(jìn)行多次編程，所有其它芯片都無需從已裝配的印制電路板上拆卸下來。高速讀寫周期的FLASH存儲器能確保1萬次編程，而且能對任何以SRAM為基礎(chǔ)的PLD下載。該方式除了在加電期間能承載配置數(shù)據(jù)外，還有許多方便之處。例如，用戶可以將多個(gè)配置文件.rbf分區(qū)編程到外部存儲器的未用區(qū)段，通過單片機(jī)讀取不同存儲區(qū)可以將可編程邏輯器件在線配置成多種不同的工作模式。
