跟着微机操控技能的广泛运用以及操控体系复杂性和实时性要求的不断提高,许多操控体系都对高速、多功用、大容量操控器的被控目标提出了各种要求操控.尤其是在工业运用领域中,体系需求快速地完结很多数据的收集和处理以及操控信号的接纳和发送等许多功用,这样,一般的单片机体系很难满足要求.因而,怎么规划一个有用、经济、合理的高性能操控体系已成为规划的要害.
1 PSD芯片阐明
关于一个单片机体系,假如选用惯例的RAM、ROM和逻辑器材别离的体系衔接方法,必定会使整个操控电路过于杂乱,然后给规划和调试带来很大的困难,一起也会下降体系的稳定性.而美国WSI公司出产的可编程外围逻辑器材PSD系列芯片内集成有EPROM、SRAM和PLD阵列等部件,它将单片机所需的多个外围芯片集成在一个芯片内,然后大大地简化了硬件电路的规划,减少了印制电路板的面积,缩短了开发周期.图1是PSD3系列器材的组成结构.
从图中能够看到PSD3XX内部有256k位到1M位不等的EPROM,它们被均匀地分为8个相同巨细的区,每个区都有相应的挑选信号,经过 PSD中PLD译码部分可发生相应的挑选信号.还有一些首要的功用部件,如多个独自可装备I/O端口、两个可编程阵列(PAD A和PAD B)、16k位静态RAM等.关于较大的体系,还能够经过水平级联(以添加总线宽度为特色)或笔直级联(以添加子体系深度为特色)等方法并装备多个 PSD3XX来完结.PSD3XX能够和多路复用或非多路复用总线的16位微操控器接口.并支撑多种MCU,例如Intel的80196、 80386EX,Motorola的68HC16、683XX,Philips的80C51XA以及AD公司的ADSP2105等.如此大的贮存空间和功用单元极大当地便了单片机的嵌入式规划,一起地为用户供给了更为简略灵敏的解决方案.图2是惯例的单片机体系和由PSD组成的体系进行硬件结构比较的示意图,可见运用PSD后,体系结构得到极大简化.
图2 惯例单片机体系和由PSD组成的两片体系比较图
2 ADMC401芯片阐明
关于体系规划者来说,数字信号处理(DSP)的遍及运用正在成为一股潮流.ADMC401?1??2?芯片便是一个根据单片DSP的操控器,合适工业运用领域中的高性能操控.该芯片集成了一个26MIPS定点内核ADSP-2171,其编码与ADSP-21xx DSP 系列彻底兼容.该内核具有一套齐备的外围操控接口,能够在高度集成环境中快速完结对元器材的操控.别的,它还包含三个核算单元、两个数据地址发生器和一个程序定序器,其间核算单元包含一个算术逻辑单元ALU、一个乘法/累加器?MAC 和一个桶式移位器,而内核也添加了位操作、平方、四舍五入和大局中止屏蔽等指令.除此之外,ADMC401芯片还包含两个灵敏的双缓冲器以及双向同步串行口.图3为ADMC401的功用框图.从图中能够看到:该芯片供给有2k×24位的内部程序贮存器RAM、2k×24位的内部程序存储器ROM、 1k×16位的内部数据存储器RAM、一个高性能8通道12位模数转化ADC体系(它能经过4对输入完结双通道一起采样)、一个三相16位中心对称的 PWM发生器(能以最小开支发生高精度的PWM信号)、一个增量编码器接口单元、2个可调频的辅佐PWM输出、12条I/O数字信号线、一个双通道事情捕获体系一个16位看门狗定时器和2个16位内部定时器等.
程序和数据RAM能够经过串行口引导程序装入,内部程序和数据RAM也能够从外围设备经地址总线和数据总线引导程序装入.此外,ADMC401芯片还可充分利用DSP内核的地址和数据总线,一起增添了重要的外存储器和外设扩展才能,因而可扩展外部程序存储器和数据存储器容量,并使得DSP内核能够寻址到14k×24 位的外部程序存储器和13k×16 位的外部数据存储器,然后为其与PSD接口供给便利.
图3 单片数字信号处理(DSP)器ADMC401功用框图
3 ADMC401与PSD311的接口规划
因为PSD3XX内部供给了许多运用体系所需求的悉数元件和“外围”,这使得规划两片式核算机体系成为可能.关于8051,80196和 68HC11等微操控器来说,与PSD相配合是极为便利的.相同,关于供给了外扩程序、数据存储空间的ADMC401来说,也能够和PSD相配合.考虑到体系本钱,引荐运用的PSD芯片为PSD311(现有价格最低的产品).
ADMC401芯片的引导程序装载能够经过引脚MMAP和BMODE的各种不同状况来完结,假如引脚MMAP和BMODE所加的电压都为 “0”,那么ADMC401将作业在所谓的EPROM引导程序形式,其间被称为“引导存储器”的专用外部存储空间将答应芯片和字节宽度的EPROM相连, 并在上电时经过存储器接口从外部装载程序;而假如引脚MMAP和BMODE设置为其它电位,那么将会发生不同的引导形式.别的,ADME401芯片还有一个专门的低电平有用信号BMS(Boot Memory Select,引导存储器挑选),可用于简化引导存储器的接口.以上这些功用极大当地便了ADMC401和PSD的接口规划.图4为ADMC401和 PSD311的接口电路图(图中还包含一些其它外围).
图4 ADMC401-PSD311接口电路图
由图可见,ADMC401与PSD311的衔接简直和它与规范的EPROM衔接相同简略.因为总线的通路布在ADMC401内部,因而,PSD311的8根数据线并不是像常用的与ADMC401的D7～D0相连,而是与D15～D8相连.别的,还要留意,地址的最高位是由 ADMC401的D22线供给的(在ADMC401中没有A14地址线).其BMS信号可用于EPROM的片选并与PSD311的A19输入相连,A19 在PSD的程序里将被界说为芯片使能信号,而由ADMC401生成低有用读和写选通脉冲,它们一般与对应于PSD311的RD和WR输入相连,这些选通脉冲在传输中可用来选通PSD311的EPROM和RAM.
