80C196KC-ADMC401雙CPU接口電路設計/其應用

雖然ＣＰＵ的數據與地址線可以直接與ＰＳＤ連接，但是在雙口ＲＡＭ時，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個輸出微單元、２４個輸入微單元的ＣＰＬＤ、譯碼ＰＬＤ，５２個單獨可配置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用的軟件ＰＳＤＳＯＦＴＴＭＬＩＴＥ實現，具體情況請參考文獻[５～６]或登陸ｗｗｗ．ｗａｆｅｒｓｃａｌｅ．ｃｏｍ站點查詢。使用ＰＳＤ后極大地簡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。顯示部分通過單片機控制圖形液晶模塊ＭＧＬＳ－１２０３２實現。該模塊有直接訪問方式和間接訪問方式兩種。本系統以間接訪問方式為基礎。圖２所示即為間接訪問方式的電路。顯示模塊的時序通過對８０Ｃ１９６編程實現。液晶模塊ＭＧＬＳ－１２０３２Ａ是兩片ＳＥＤ１５２０級聯在一起，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。在編程時要特別注意漢字和字符顯示時在邊界區域兩片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８０Ｃ１９６ＫＣ的高速輸入、輸出通道（ＨＩＳ和ＨＳＯ）產生連續的高低電平序列，便可實現與ＣＰＵ之間的數據傳輸。從硬件的角度來看，該芯片不占用任何數據總線，連接簡單且節約大量系統資源。

１．３ ＡＤＭＣ４０１ADMC401部分設計

ＡＤＭＣ４０１ADMC401芯片是一個基于單片ＤＳＰ的控制器，適合工業應用領域中高性能控制。該芯片集成了一個２６ＭＩＰＳ（１３ＭＨｚ晶振）定點內核ＡＤＳＰ－２１７１，單條指令執行時間為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，以便在高度集成環境中快速實現對元器件的控制；它還包含三個計算單元、兩個數據地址發生器和一個程序定序器。其中計算單元包含一個算術邏輯單元ＡＬＵ、一個乘法／累加器（ＭＡＣ）和一個桶式移位器。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個高性能８通道１２位模數轉換ＡＤＣ系統（它能經過４對輸入實現雙通道同時采樣）、１個三相１６位中心對稱的ＰＷＭ發生器（能以最小開銷產生高精度的ＰＷＭ信號）、１個靈活的增量編碼器接口單元、２個可調頻的輔助ＰＷＭ輸出、１２條Ｉ／Ｏ數字信號線、１個雙通道事件捕獲系統、１個１６位看門狗定時器、２個１６位內部定時器等。

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等微控制器來說與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現、信號傳送、外圍器件接口等），所以采用ＰＳＤ３１１（現有價格最低的３系列產品）。ＡＤＭＣ４０１芯片的引導程序裝載可以通過兩個引腳ＭＭＡＰ和ＢＭＯＤＥ的各種不同狀態產生。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，其中被稱為引導存儲器的專用外部存儲空間將允許芯片和字節寬度的ＥＰＲＯＭ相連，并在上電時通過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產生不同的引導模式；另外，４０１芯片有一個專門的低電平有效信號--引導存儲器選擇ＢＭＳ（Ｂｏｏｔ Ｍｅｍｏｒｙ Ｓｅｌｅｃｔ）簡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連接一樣簡單。由于總線的通路布在ＡＤＭＣ４０１內部，ＰＳＤ３１１的８根數據線并不與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線提供（在ＡＤＭＣ４０１中沒有Ａ１４地址線）。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（ＭＭＡＰ＝０，ＢＭＯＤＥ＝０），外部程序通過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，不過程序如果執行到后面的代碼，ＡＤＭＣ４０１會自動重新引導。引導程序存儲器由八頁組成，每頁８Ｋ字節長。一頁中除了第一個字節外每隔三個字節是一個空字節，第一個字節是該頁的長度，在兩個相鄰空字節中每組三個字節包含一個要裝入ＤＳＰ 內部
程序存儲器的２４位指令。也就是說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的開發工具中有一個程序存儲器ＰＲＯＭ分配器實用程?quot;ＳＰＬ２１．ｅｘｅ。它為用戶程序計算正確的頁長度，并且根據適當的協議為用戶程序的字節排序，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入ＰＳＤ３１１。