在傳統的控制系統中，人們常常采用單片機作為控制核心。但這種方法硬件連線復雜，可靠性差，且單片機的端口數目、內部定時器和中斷源的個數都有限，在實際應用中往往需要外加擴展芯片。這無疑對系統的設計帶來諸多不便。現在有很多系統采用可編程邏輯器件CPLD作為控制核心。它與傳統設計相比較，不僅簡化了接口和控制，提高了系統的整體性能及工作可靠性，也為系統集成創造了條件。但可編程邏輯器件的D觸發器資源非常有限，而且可編程邏輯器件在控制時序方面不如單片機那樣方便，很多不熟悉的應用者往往感到應用起來非常的困難。利用可編程邏輯器件和單片機構成的雙向通信控制器克服了兩者的缺點，且把二者的長處最大限度地發揮出來。

　　1 CPLD與單片機AT89C51雙向串行通信原理

　　單片機到可編程邏輯器件的串行通信

　　單片機到CPLD的串行通信接口電路是利用VHDL語言在CPLD中設計一個串行輸入并行輸出的八位移位寄存器，其端口與單片機的P1.4～P1.7相連，如圖1所示。CS 為單片機選信號，當其為低時使能八位寄存器；當DCLOCK信號的上升沿到達clk端口時，八位移位寄存器就會將單片機輸出到cxin的一位數據移入；當單片機A寄存器中的八位數據欲傳送給CPLD時，就在P1.6連續產生八次上升沿，單片機便順次地將A中的數據移到cxin，八次后A中的數據段就會出現在CPLD的cxout中。其VHDL源程序如下：

　　entity cuanxing is

　　port （clk，cxin，cs：in std_logic；

　　cxout：out std_logic_vector（7 downto 0））；

　　end；

　　architecture rtl of cuanxing is

　　signal shift：std_logic_vector（7 downto 0） ；八位暫存變量并行輸出

　　begin

　　process（clk）

　　begin

　　if（cs=‘’0‘’）then

　　shift《=（others=》‘’0‘’）；若未被選中，輸出全零

　　elsif（clk‘’event and clk=‘’1‘’）then ；若上升沿到達clk時，被選中。

　　shift（7 downto 1）《=shift（6 downto 0） ；八位數據前移一位

　　shift（0）《=cxin；最低位由cxin輸入

　　end if；

　　end process；

　　cxout《=shift；將八位變量送至端口

　　end rtl；