ADMC401+PSD311两片系统应用方法.docVIP

ADMC401+PSD311两片系统应用方法 １ＰＳＤ芯片说明 对于一个单片机系统，如果采用常规的ＲＡＭ、ＲＯＭ和逻辑器件分离的系统连接方式，必定会使整个控制电路过于庞杂，从而给设计和调试带来很大的困难，同时也会降低系统的稳定性。而美国ＷＳＩ公司生产的可编程外围逻辑器件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，从而大大地简化了硬件电路的设计，减少了印制电路板的面积，缩短了开发周期。图１是ＰＳＤ３系列器件的组成结构。 从图中可以看到ＰＳＤ３ＸＸ内部有２５６ｋ位到１Ｍ位不等的ＥＰＲＯＭ，它们被均匀地分为８个相同大小的区，每个区都有相应的选择信号，通过ＰＳＤ中ＰＬＤ译码部分可产生相应的选择信号。还有一些主要的功能部件，如多个单独可配置Ｉ／Ｏ端口、两个可编程阵列（ＰＡＤＡ和ＰＡＤＢ）、１６ｋ位静态ＲＡＭ等。对于较大的系统，还可以通过水平级联（以增加总线宽度为特点）或垂直级联（以增加子系统深度为特点）等方式并配置多个ＰＳＤ３ＸＸ来完成。ＰＳＤ３ＸＸ可以和多路复用或非多路复用总线的１６位微控制器接口。并支持多种ＭＣＵ，例如Ｉｎｔｅｌ的８０１９６、８０３８６ＥＸ，Ｍｏｔｏｒｏｌａ的６８ＨＣ１６、６８３ＸＸ，Ｐｈｉｌｉｐｓ的８０Ｃ５１ＸＡ以及ＡＤ公司的ＡＤＳＰ２１０５等。如此大的储存空间和功能单元极大地方便了单片机的嵌入式设计，同时地为用户提供了更为简单灵活的解决方案。图２是常规的单片机系统和由ＰＳＤ组成的系统进行硬件结构比较的示意图，可见运用ＰＳＤ后，系统结构得到极大简化。 ２ＡＤＭＣ４０１芯片说明 对于系统设计者来说，数字信号处理（ＤＳＰ）的普遍使用正在成为一股潮流。ＡＤＭＣ４０１?１??２?芯片即是一个基于单片ＤＳＰ的控制器，适合工业应用领域中的高性能控制。该芯片集成了一个２６ＭＩＰＳ定点内核ＡＤＳＰ－２１７１，其编码与ＡＤＳＰ－２１ｘｘＤＳＰ系列完全兼容。该内核具有一套完备的外围控制接口，可以在高度集成环境中快速实现对元器件的控制。另外，它还包含三个计算单元、两个数据地址发生器和一个程序定序器，其中计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，而内核也增加了位操作、平方、四舍五入和全局中断屏蔽等指令。除此之外，ＡＤＭＣ４０１芯片还包括两个灵活的双缓冲器以及双向同步串行口。图３为ＡＤＭＣ４０１的功能框图。从图中可以看到：该芯片提供有２ｋ×２４位的内部程序储存器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位模数转换ＡＤＣ系统（它能经过４对输入实现双通道同时采样）、一个三相１６位中心对称的ＰＷＭ发生器（能以最小开销产生高精度的ＰＷＭ信号）、一个增量编码器接口单元、２个可调频的辅助ＰＷＭ输出、１２条Ｉ／Ｏ数字信号线、一个双通道事件捕获系统一个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可以通过串行口引导程序装入，内部程序和数据ＲＡＭ也可以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，同时增添了重要的外存储器和外设扩展能力，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，从而为其与ＰＳＤ接口提供方便。 ３ＡＤＭＣ４０１与ＰＳＤ３１１的接口设计 由于ＰＳＤ３ＸＸ内部提供了许多应用系统所需要的全部元件和“外围”，这使得设计两片式计算机系统成为可能。对于８０５１，８０１９６和６８ＨＣ１１等微控制器来说，与ＰＳＤ相配合是极为方便的。同样，对于提供了外扩程序、数据存储空间的ＡＤＭＣ４０１来说，也可以和ＰＳＤ相配合。考虑到系统成本，推荐使用的ＰＳＤ芯片为ＰＳＤ３１１（现有价格最低的产品）。ＡＤＭＣ４０１芯片的引导程序装载可以通过引脚ＭＭＡＰ和ＢＭＯＤＥ的各种不同状态来完成，如果引脚ＭＭＡＰ和ＢＭＯＤＥ所加的电压都为“０”，那么ＡＤＭＣ４０１将工作在所谓的ＥＰＲＯＭ引导程序模式，其中被称为“引导存储器”的专用外部存储空间将允许芯片和字节宽度的ＥＰＲＯＭ相连，并在上电时通过存储器接口从外部装载程序；而如果引脚ＭＭＡＰ和ＢＭＯＤＥ设置为其它电位，那么将会产生不同的引导模式。另外，ＡＤＭＥ４０１芯片还有一个专门的低电平有效信号ＢＭＳ（ＢｏｏｔＭｅｍｏｒｙＳｅｌｅｃｔ，引导存储器选择），可用于简化引导存储器的接口。以上这些功能极大地方便了ＡＤＭＣ４０１和ＰＳＤ的接口设计。图４为ＡＤＭＣ４０１和ＰＳＤ３１１的接口电路图（图中还包括一些其它外围）。 由图可见，ＡＤＭ