80C196KC-ADMC401雙CPU接口電路設計/其應用

雖然ＣＰＵ的數據與地址線(xiàn)可以直接與ＰＳＤ連接，但是在雙口ＲＡＭ時(shí)，數據與地址信號必須分離。所需用到的鎖存器在圖２中省略了。ＰＳＤ４２３５PSD4235芯片是ＷＳＩ公司２０００年最新推出ＰＳＤ４０００系列產(chǎn)品，它能夠適應多種不同的微處理器。其片內集成了４Ｍ位的閃速存儲器，１６個(gè)輸出微單元、２４個(gè)輸入微單元的ＣＰＬＤ、譯碼ＰＬＤ，５２個(gè)單獨可配置Ｉ／Ｏ端口，ＪＴＡＧ串行接口等，并且有支持掉電模式的低功耗可編程電源管理單元。ＰＳＤ芯片對外地址分配和各接口的邏輯譯碼由專(zhuān)用的軟件ＰＳＤＳＯＦＴＴＭＬＩＴＥ實(shí)現，具體情況請參考文獻[５～６]或登陸ｗｗｗ．ｗａｆｅｒｓｃａｌｅ．ｃｏｍ站點(diǎn)查詢(xún)。使用ＰＳＤ后極大地簡(jiǎn)化了硬件電路的設計，減少了印制電路板的面積，提高了系統的穩定性。顯示部分通過(guò)單片機控制圖形液晶模塊ＭＧＬＳ－１２０３２實(shí)現。該模塊有直接訪(fǎng)問(wèn)方式和間接訪(fǎng)問(wèn)方式兩種。本系統以間接訪(fǎng)問(wèn)方式為基礎。圖２所示即為間接訪(fǎng)問(wèn)方式的電路。顯示模塊的時(shí)序通過(guò)對８０Ｃ１９６編程實(shí)現。液晶模塊ＭＧＬＳ－１２０３２Ａ是兩片ＳＥＤ１５２０級聯(lián)在一起，一片處于主工作方式，一片處于從工作方式，它們分別控制顯示屏幕的左、右半屏。在編程時(shí)要特別注意漢字和字符顯示時(shí)在邊界區域兩片ＳＥＤ１５２０間的切換。模塊詳細的內部結構和具體的編程實(shí)現方法可查閱文獻[７]。

系統中外部擴展了串行的Ｅ２ＰＲＯＭ電路，用來(lái)存放系統的一些固定參數等，使用的芯片是Ａｔｍｅｌ公司的ＡＴ２４Ｃ０２AT24C02。它只需通過(guò)８０Ｃ１９６ＫＣ的高速輸入、輸出通道（ＨＩＳ和ＨＳＯ）產(chǎn)生連續的高低電平序列，便可實(shí)現與ＣＰＵ之間的數據傳輸。從硬件的角度來(lái)看，該芯片不占用任何數據總線(xiàn)，連接簡(jiǎn)單且節約大量系統資源。

１．３ ＡＤＭＣ４０１ADMC401部分設計

ＡＤＭＣ４０１ADMC401芯片是一個(gè)基于單片ＤＳＰ的控制器，適合工業(yè)應用領(lǐng)域中高性能控制。該芯片集成了一個(gè)２６ＭＩＰＳ（１３ＭＨｚ晶振）定點(diǎn)內核ＡＤＳＰ－２１７１，單條指令執行時(shí)間為３８．５ｎｓ，其編碼與ＡＤＳＰ－２１ｘｘＤＳＰ 系列完全兼容。內核具有一套完備的外圍控制接口，以便在高度集成環(huán)境中快速實(shí)現對元器件的控制；它還包含三個(gè)計算單元、兩個(gè)數據地址發(fā)生器和一個(gè)程序定序器。其中計算單元包含一個(gè)算術(shù)邏輯單元ＡＬＵ、一個(gè)乘法／累加器（ＭＡＣ）和一個(gè)桶式移位器。內核還增加了位操作、平方、四舍五入和全局中斷屏蔽等指令。除此之外，ＡＤＭＣ４０１ADMC401芯片包括兩個(gè)靈活的雙緩沖器、雙向的同步串行口。圖３為ＡＤＭＣ４０１的功能框圖。ＡＤＭＣ４０１ADMC401芯片提供２Ｋ×２４位的內部程序存儲器ＲＡＭ、２Ｋ×２４位的內部程序存儲器ＲＯＭ、１Ｋ×１６位的內部數據存儲器ＲＡＭ、１個(gè)高性能８通道１２位模數轉換ＡＤＣ系統（它能經(jīng)過(guò)４對輸入實(shí)現雙通道同時(shí)采樣）、１個(gè)三相１６位中心對稱(chēng)的ＰＷＭ發(fā)生器（能以最小開(kāi)銷(xiāo)產(chǎn)生高精度的ＰＷＭ信號）、１個(gè)靈活的增量編碼器接口單元、２個(gè)可調頻的輔助ＰＷＭ輸出、１２條Ｉ／Ｏ數字信號線(xiàn)、１個(gè)雙通道事件捕獲系統、１個(gè)１６位看門(mén)狗定時(shí)器、２個(gè)１６位內部定時(shí)器等。

ＰＳＤ３ＸＸPSD3XX芯片內部同樣提供了許多應用系統需要的全部元件和外圍。對于８０５１、８０１９６和６８ＨＣ１１68HC11等微控制器來(lái)說(shuō)與ＰＳＤ相配合是極為有用的。ＡＤＭＣ４０１與它結合同樣非常有效?？紤]到ＡＤＭＣ４０１內部程序的長(cháng)度以及接口并不象８０１９６控制器那么多（８０１９６需要完成人機界面實(shí)現、信號傳送、外圍器件接口等），所以采用ＰＳＤ３１１（現有價(jià)格最低的３系列產(chǎn)品）。ＡＤＭＣ４０１芯片的引導程序裝載可以通過(guò)兩個(gè)引腳ＭＭＡＰ和ＢＭＯＤＥ的各種不同狀態(tài)產(chǎn)生。如果引腳ＭＭＡＰ和ＢＭＯＤＥ電位都為０，那么ＡＤＭＣ４０１芯片工作在所謂的ＥＰＲＯＭ引導程序模式，其中被稱(chēng)為引導存儲器的專(zhuān)用外部存儲空間將允許芯片和字節寬度的ＥＰＲＯＭ相連，并在上電時(shí)通過(guò)存儲器接口從外部裝載程序；如果引腳ＭＭＡＰ和ＢＭＯＤＥ設置為其它電位將會(huì )產(chǎn)生不同的引導模式；另外，４０１芯片有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的低電平有效信號--引導存儲器選擇ＢＭＳ（Ｂｏｏｔ Ｍｅｍｏｒｙ Ｓｅｌｅｃｔ）簡(jiǎn)化了引導存儲器的接口。以上這些功能極大地方便了ＡＤＭＣ４０１與ＰＳＤ接口。圖４為ＡＤＭＣ４０１與ＰＳＤ３１１的接口電路圖（圖中還包括了一些其它外圍）。ＡＤＭＣ４０１與ＰＳＤ３１１的連接幾乎和它與標準的ＥＰＲＯＭ連接一樣簡(jiǎn)單。由于總線(xiàn)的通路布在ＡＤＭＣ４０１內部，ＰＳＤ３１１的８根數據線(xiàn)并不與ＡＤＭＣ４０１的Ｄ７～Ｄ０相連，而是與Ｄ１５～Ｄ８Ｃ相連。還要注意，地址的最高位由ＡＤＭＣ４０１的Ｄ２２線(xiàn)提供（在ＡＤＭＣ４０１中沒(méi)有Ａ１４地址線(xiàn)）。ＢＭＳ信號充當ＥＰＲＯＭ的片選并與ＰＳＤ３１１的Ａ１９輸入相連接。Ａ１９在ＰＳＤ的程序里將被定義為芯片使能信號。ＡＤＭＣ４０１生成低有效讀和寫(xiě)選通脈沖，它們與ＰＳＤ３１１的ＲＤ和ＷＲ輸入相連。這些選通脈沖在傳輸中用來(lái)選通ＰＳＤ３１１的ＥＰＲＯＭ和ＲＡＭ。ＡＤＭＣ４０１有２Ｋ×２４位的內部程序存儲空間。在采用ＥＰＲＯＭ引導程序模式時(shí)（ＭＭＡＰ＝０，ＢＭＯＤＥ＝０），外部程序通過(guò)ＡＤＭＣ４０１內部的定序器按照２４位命令格式一次性全部下載到其內部程序存儲空間。當然應用程序可能大于ＡＤＭＣ４０１內部程序存儲空間，不過(guò)程序如果執行到后面的代碼，ＡＤＭＣ４０１會(huì )自動(dòng)重新引導。引導程序存儲器由八頁(yè)組成，每頁(yè)８Ｋ字節長(cháng)。一頁(yè)中除了第一個(gè)字節外每隔三個(gè)字節是一個(gè)空字節，第一個(gè)字節是該頁(yè)的長(cháng)度，在兩個(gè)相鄰空字節中每組三個(gè)字節包含一個(gè)要裝入ＤＳＰ 內部
程序存儲器的２４位指令。也就是說(shuō)２Ｋ×２４位的內部程序存儲空間需要８Ｋ×８位的外部存儲空間。在ＡＤＭＣ４０１的開(kāi)發(fā)工具中有一個(gè)程序存儲器ＰＲＯＭ分配器實(shí)用程?quot;ＳＰＬ２１．ｅｘｅ。它為用戶(hù)程序計算正確的頁(yè)長(cháng)度，并且根據適當的協(xié)議為用戶(hù)程序的字節排序，極大地方便了程序代碼的生成。這些生成的代碼可以直接寫(xiě)入ＰＳＤ３１１。