80C196KC-ADMC401双CPU接口电路设计/其应用

虽然ＣＰＵ的数据与地址线可以直接与ＰＳＤ连接，但是在双口ＲＡＭ时，数据与地址信号必须分离。所需用到的锁存器在图２中省略了。ＰＳＤ４２３５PSD4235芯片是ＷＳＩ公司２０００年最新推出ＰＳＤ４０００系列产品，它能够适应多种不同的微处理器。其片内集成了４Ｍ位的闪速存储器，１６个输出微单元、２４个输入微单元的ＣＰＬＤ、译码ＰＬＤ，５２个单独可配置Ｉ／Ｏ端口，ＪＴＡＧ串行接口等，并且有支持掉电模式的低功耗可编程电源管理单元。ＰＳＤ芯片对外地址分配和各接口的逻辑译码由专用的软件ＰＳＤＳＯＦＴＴＭＬＩＴＥ实现，具体情况请参考文献[５～６]或登陆ｗｗｗ．ｗａｆｅｒｓｃａｌｅ．ｃｏｍ站点查询。使用ＰＳＤ后极大地简化了硬件电路的设计，减少了印制电路板的面积，提高了系统的稳定性。显示部分通过单片机控制图形液晶模块ＭＧＬＳ－１２０３２实现。该模块有直接访问方式和间接访问方式两种。本系统以间接访问方式为基础。图２所示即为间接访问方式的电路。显示模块的时序通过对８０Ｃ１９６编程实现。液晶模块ＭＧＬＳ－１２０３２Ａ是两片ＳＥＤ１５２０级联在一起，一片处于主工作方式，一片处于从工作方式，它们分别控制显示屏幕的左、右半屏。在编程时要特别注意汉字和字符显示时在边界区域两片ＳＥＤ１５２０间的切换。模块详细的内部结构和具体的编程实现方法可查阅文献[７]。

系统中外部扩展了串行的Ｅ２ＰＲＯＭ电路，用来存放系统的一些固定参数等，使用的芯片是Ａｔｍｅｌ公司的ＡＴ２４Ｃ０２AT24C02。它只需通过８０Ｃ１９６ＫＣ的高速输入、输出通道（ＨＩＳ和ＨＳＯ）产生连续的高低电平序列，便可实现与ＣＰＵ之间的数据传输。从硬件的角度来看，该芯片不占用任何数据总线，连接简单且节约大量系统资源。

１．３ ＡＤＭＣ４０１ADMC401部分设计

ＡＤＭＣ４０１ADMC401芯片是一个基于单片ＤＳＰ的控制器，适合工业应用领域中高性能控制。该芯片集成了一个２６ＭＩＰＳ（１３ＭＨｚ晶振）定点内核ＡＤＳＰ－２１７１，单条指令执行时间为３８．５ｎｓ，其编码与ＡＤＳＰ－２１ｘｘＤＳＰ 系列完全兼容。内核具有一套完备的外围控制接口，以便在高度集成环境中快速实现对元器件的控制；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。内核还增加了位操作、平方、四舍五入和全局中断屏蔽等指令。除此之外，ＡＤＭＣ４０１ADMC401芯片包括两个灵活的双缓冲器、双向的同步串行口。图３为ＡＤＭＣ４０１的功能框图。ＡＤＭＣ４０１ADMC401芯片提供２Ｋ×２４位的内部程序存储器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、１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）、１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）、１个灵活的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、１个双通道事件捕获系统、１个１６位看门狗定时器、２个１６位内部定时器等。

ＰＳＤ３ＸＸPSD3XX芯片内部同样提供了许多应用系统需要的全部元件和外围。对于８０５１、８０１９６和６８ＨＣ１１68HC11等微控制器来说与ＰＳＤ相配合是极为有用的。ＡＤＭＣ４０１与它结合同样非常有效。考虑到ＡＤＭＣ４０１内部程序的长度以及接口并不象８０１９６控制器那么多（８０１９６需要完成人机界面实现、信号传送、外围器件接口等），所以采用ＰＳＤ３１１（现有价格最低的３系列产品）。ＡＤＭＣ４０１芯片的引导程序装载可以通过两个引脚ＭＭＡＰ和ＢＭＯＤＥ的各种不同状态产生。如果引脚ＭＭＡＰ和ＢＭＯＤＥ电位都为０，那么ＡＤＭＣ４０１芯片工作在所谓的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；如果引脚ＭＭＡＰ和ＢＭＯＤＥ设置为其它电位将会产生不同的引导模式；另外，４０１芯片有一个专门的低电平有效信号--引导存储器选择ＢＭＳ（Ｂｏｏｔ Ｍｅｍｏｒｙ Ｓｅｌｅｃｔ）简化了引导存储器的接口。以上这些功能极大地方便了ＡＤＭＣ４０１与ＰＳＤ接口。图４为ＡＤＭＣ４０１与ＰＳＤ３１１的接口电路图（图中还包括了一些其它外围）。ＡＤＭＣ４０１与ＰＳＤ３１１的连接几乎和它与标准的ＥＰＲＯＭ连接一样简单。由于总线的通路布在ＡＤＭＣ４０１内部，ＰＳＤ３１１的８根数据线并不与ＡＤＭＣ４０１的Ｄ７～Ｄ０相连，而是与Ｄ１５～Ｄ８Ｃ相连。还要注意，地址的最高位由ＡＤＭＣ４０１的Ｄ２２线提供（在ＡＤＭＣ４０１中没有Ａ１４地址线）。ＢＭＳ信号充当ＥＰＲＯＭ的片选并与ＰＳＤ３１１的Ａ１９输入相连接。Ａ１９在ＰＳＤ的程序里将被定义为芯片使能信号。ＡＤＭＣ４０１生成低有效读和写选通脉冲，它们与ＰＳＤ３１１的ＲＤ和ＷＲ输入相连。这些选通脉冲在传输中用来选通ＰＳＤ３１１的ＥＰＲＯＭ和ＲＡＭ。ＡＤＭＣ４０１有２Ｋ×２４位的内部程序存储空间。在采用ＥＰＲＯＭ引导程序模式时（ＭＭＡＰ＝０，ＢＭＯＤＥ＝０），外部程序通过ＡＤＭＣ４０１内部的定序器按照２４位命令格式一次性全部下载到其内部程序存储空间。当然应用程序可能大于ＡＤＭＣ４０１内部程序存储空间，不过程序如果执行到后面的代码，ＡＤＭＣ４０１会自动重新引导。引导程序存储器由八页组成，每页８Ｋ字节长。一页中除了第一个字节外每隔三个字节是一个空字节，第一个字节是该页的长度，在两个相邻空字节中每组三个字节包含一个要装入ＤＳＰ 内部
程序存储器的２４位指令。也就是说２Ｋ×２４位的内部程序存储空间需要８Ｋ×８位的外部存储空间。在ＡＤＭＣ４０１的开发工具中有一个程序存储器ＰＲＯＭ分配器实用程?quot;ＳＰＬ２１．ｅｘｅ。它为用户程序计算正确的页长度，并且根据适当的协议为用户程序的字节排序，极大地方便了程序代码的生成。这些生成的代码可以直接写入ＰＳＤ３１１。