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嵌入式体系常用接口标准

一、引言嵌入式系统的硬件除了核心的微处理器之外就是外围器件和接口。接口技术在嵌入式系统设计处于如此重要的位置,是嵌入式系统设计师硬件

一、导言

嵌入式体系的硬件除了中心的微处理器之外便是外围器材和接口。接口技能在嵌入式体系规划处于如此重要的方位,是嵌入式体系规划师硬件部分的重要考试规模。现在嵌入式体系中的接口五花百门,每个接口都能够写成一本厚厚的书。面临内容如此之多,规模如此之广的考试部分,应该怎么样去温习呢?我的指导思想是,掌握好每种接口技能的最根本概念,了解透每个接口的最根本作业原理。

二、接口技能汇总

1. Flash存储器

(1)Flash存储器是一种非易失性存储器,依据结构的不同能够将其分为NOR Flash和NAND Flash两种。

(3)NOR Flash的特色:运用程序能够直接在闪存内运转,不需求再把代码读到体系RAM中运转。NOR Flash的传输功率很高,在1MB~4MB的小容量时具有很高的本钱效益,可是很低的写入和擦除速度大大影响了它的功能。

(4)NAND Flash的特色:能够进步极高的密度单元,能够到达高存储密度,而且写入和擦除的速度也很快,这也是为何一切的U盘都运用NAND Flash作为存储介质的原因。运用NAND Flash的困难在于闪存需求特别的体系接口。

(5)NOR Flash与NAND Flash的差异:

A、NOR Flash的读速度比NAND Flash稍快一些。

B、NAND Flash的擦除和写入速度比NOR Flash快许多。

C、NAND Flash的随机读取才能差,合适许多数据的接连读取。

D、NOR Flash带有SRAM接口,有满足的地址引进来寻址,能够很容易地存取其内部的每一个字节。NAND Flash的地址、数据和指令共用8位总线(有写公司的产品运用16位),每次读写都要运用杂乱的I/O接口串行地存取数据。

E、NOR Flash的容量一般较小,一般在1MB~8MB之间;NAND Flash只用在8MB以上的产品中。因而,NOR Flash只需运用在代码存储介质中,NAND Flash适用于材料存储。

4、GPIO原理与结构

GPIO是I/O的最根本方法,它是一组输入引脚或输出引脚。有些GPIO引脚能够加以编程改动作业方向,一般有两个操控寄存器:数据寄存器和数据方向寄存器。数据方向寄存器设置端口的方向。假如将引脚设置为输出,那么数据寄存器将操控着该引脚状况。若将引脚设置为输入,则此输入引脚的状况由引脚上的逻辑电路层来完结对它的操控。

5、A/D接口

(1)A/D转化器是把电模仿量转化为数字量的电路。完结A/D转化的办法有许多,常用的办法有计数法、双积分法和逐次逼进法。

(5)A/D转化的重要目标

A、分辨率:反映A/D转化器对输入细小改变呼应的才能,一般用数字输出最低位(LSB)所对应的模仿电压的电平值表明。n位A/D转化器能反映1/2n满量程的模仿输入电平。

B、量程:所能转化的模仿输入电压规模,分为单极性和双极性两种类型。

C、转化时刻:完结一次A/D转化所需求的时刻,其倒数为转化速率。

D、精度:精度与分辨率是两个不同的概念,即便分辨率很高,也或许因为温漂、线性度等原因使其精度不够高。精度有肯定精度和相对精度两种表明办法。一般用数字量的最低有用位LSB的分数值来表明肯定精度,用其模仿电压满量程的百分比来表明相对精度。

例如,满量程10V,10位A/D芯片,若其肯定精度为±1/2LSB,则其最小有用位LSB的量化单位为:10/1024=9.77mv,其肯定精度为9.77mv/2=4.88mv,相对精度为:0.048%。

6、D/A接口根本

(1)D/A转化器使将数字量转化为模仿量。

(2)在集成电路中,一般选用T型网络完结将数字量转化为模仿电流,再由运算放大器将模仿电路转化为模仿电压。进行D/A转化实际上需求上面的两个环节。关于T型电阻解码网络和D/A转化详细原理参阅《教程》的159页。

(3)D/A转化器的分类:

A、电压输出型:常作为高速D/A转化器。

B、电流输出型:一般外接运算放大器运用。

C、乘算型:可用作调制器和使输入信号数字化地衰减。

(4)D/A转化器的首要目标:分辨率、树立时刻、线性度、转化精度、温度系数。

7、键盘接口

(1)键盘的两种方法:线性键盘和矩阵键盘。

(2)辨认键盘上的闭合键一般有两种办法:行扫描法和行反转法。

(3)行扫描法是矩阵键盘按键常用的辨认办法,此办法分为两步进行:

A、辨认键盘哪一列的键被按下:让一切行线均为低电平,查询各列线电平是否为低,假如有列线为低,则阐明该列有按键被按下,不然阐明无按键按下。

B、假如某列有按键按下,辨认键盘是哪一行按下:逐行置低电平,并置其他各行为高电平,查询各列的改变,假如列电平变为低电平,则可确认此行此列交叉点处按键被按下。

8、显现接口

(1)LCD的根本原理是,经过给不同的液晶单元供电,操控其光线的经过与否,然后到达显现的意图。

(2)LCD的光源供给方法有两种:投射式和反射式。笔记本电脑的LCD显现器为投射式,屏的背面有一个光源,因而外界环境能够不需求光源。一般微操控器上运用的LCD为反射式,需求外界供给电源,靠反射光来作业。电致发光(EL)是液晶屏供给光源的一种方法。

(3)依照液晶驱动方法分类,常见的LCD能够分为三类:扭转向列类(TN)、超歪曲向列型(STN)和薄膜晶体管型(TFT)。

(4)市面上出售的LCD有两种类型:带有驱动电路的LCD显现模块,只需总线方法驱动;没有驱动电路的LCD显现器,运用操控器扫描方法。

(5)一般,LCD操控器作业的时分,经过DMA恳求总线,直接经过SDRAM操控器读取SDRAM中指定地址(显现缓冲区)的数据,此数据经过LCD操控器转化成液晶屏扫描数据格式,直接驱动液晶显现器。

(6)VGA接口本质上是一个模仿接口,一般都选用一致的15引脚接口,包含2个NC信号、3根显现器数据总线、5个GND信号、3个RGB颜色重量、1个行同步信号和1个场同步信号。其颜色重量选用的电平规范为EIA界说的RS343规范。

9、触摸屏接口

(1)按作业原理分,触摸屏能够分为:外表声波屏、电容屏、电阻屏和红外屏几种。

(2)触摸屏的操控选用专业芯片,例如ADS7843。

10、音频接口

(1)根本原理:麦克风输入的数据经音频编解码器解码完结A/D转化,解码后的音频数据经过音频操控器送入DSP或CPU进行相应的处理,然后数据经音频操控器发送给音频编码器,经编码D/A转化后由扬声器输出。

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