- 相關(guān)推薦
基于PSD3XX與ADMC401接口設(shè)計的無功發(fā)生器系統(tǒng)
摘要:文章介紹了PSD3XX系列芯片的基本功能和ADMC401芯片的功能特點(diǎn),結(jié)合硬件電路圖詳細(xì)分析了兩者的接口設(shè)計,并對其軟件環(huán)境和需要注意的問題進(jìn)行了說明,最后以靜止無功發(fā)生器為例,介紹了ADMC401 PSD311兩片系統(tǒng)的應(yīng)用方法,同時給出了系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖。隨著微機(jī)控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用以及控制系統(tǒng)復(fù)雜性和實(shí)時性要求的不斷提高,很多控制系統(tǒng)都對高速、多功能、大容量控制器的被控對象提出了各種要求控制。尤其是在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中,系統(tǒng)需要快速地完成大量數(shù)據(jù)的采集和處理以及控制信號的接收和發(fā)送等諸多功能,這樣,一般的單片機(jī)系統(tǒng)很難滿足要求。因此,如何設(shè)計一個實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、合理的高性能控制系統(tǒng)已成為設(shè)計的關(guān)鍵。
1。校樱男酒f明
對于一個單片機(jī)系統(tǒng),如果采用常規(guī)的RAM、ROM和邏輯器件分離的系統(tǒng)連接方式,必定會使整個控制電路過于龐雜,從而給設(shè)計和調(diào)試帶來很大的困難,同時也會降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而美國WSI公司生產(chǎn)的可編程外圍邏輯器件PSD系列芯片內(nèi)集成有EPROM、SRAM和PLD陣列等部件,它將單片機(jī)所需的多個外圍芯片集成在一個芯片內(nèi),從而大大地簡化了硬件電路的設(shè)計,減少了印制電路板的面積,縮短了開發(fā)周期。圖1是PSD3系列器件的組成結(jié)構(gòu)。
從圖中可以看到PSD3XX內(nèi)部有256k位到1M位不等的EPROM,它們被均勻地分為8個相同大小的區(qū),每個區(qū)都有相應(yīng)的選擇信號,通過PSD中PLD譯碼部分可產(chǎn)生相應(yīng)的選擇信號。還有一些主要的功能部件,如多個單獨(dú)可配置I/O端口、兩個可編程陣列(PAD A和PAD B)、16k位靜態(tài)RAM等。對于較大的系統(tǒng),還可以通過水平級聯(lián)(以增加總線寬度為特點(diǎn))或垂直級聯(lián)(以增加子系統(tǒng)深度為特點(diǎn))等方式并配置多個PSD3XX來完成。PSD3XX可以和多路復(fù)用或非多路復(fù)用總線的16位微控制器接口。并支持多種MCU,例如Intel的80196、80386EX,Motorola的68HC16、683XX,Philips的80C51XA以及AD公司的ADSP2105等。如此大的儲存空間和功能單元極大地方便了單片機(jī)的嵌入式設(shè)計,同時地為用戶提供了更為簡單靈活的解決方案。圖2是常規(guī)的單片機(jī)系統(tǒng)和由PSD組成的系統(tǒng)進(jìn)行硬件結(jié)構(gòu)比較的示意圖,可見運(yùn)用PSD后,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)得到極大簡化。
圖2 常規(guī)單片機(jī)系統(tǒng)和由PSD組成的兩片系統(tǒng)比較圖
2。粒模停茫矗埃毙酒f明
對于系統(tǒng)設(shè)計者來說,數(shù)字信號處理(DSP)的普遍使用正在成為一股潮流。ADMC401?1??2?芯片即是一個基于單片DSP的控制器,適合工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中的高性能控制。該芯片集成了一個26MIPS定點(diǎn)內(nèi)核ADSP-2171,其編碼與ADSP-21xx DSP 系列完全兼容。該內(nèi)核具有一套完備的外圍控制接口,可以在高度集成環(huán)境中快速實(shí)現(xiàn)對元器件的控制。另外,它還包含三個計算單元、兩個數(shù)據(jù)地址發(fā)生器和一個程序定序器,其中計算單元包含一個算術(shù)邏輯單元ALU、一個乘法/累加器?MAC?和一個桶式移位器,而內(nèi)核也增加了位操作、平方、四舍五入和全局中斷屏蔽等指令。除此之外,ADMC401芯片還包括兩個靈活的雙緩沖器以及雙向同步串行口。圖3為ADMC401的功能框圖。從圖中可以看到:該芯片提供有2k×24位的內(nèi)部程序儲存器RAM、2k×24位的內(nèi)部程序存儲器ROM、1k×16位的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器RAM、一個高性能8通道12位模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC系統(tǒng)(它能經(jīng)過4對輸入實(shí)現(xiàn)雙通道同時采樣)、一個三相16位中心對稱的PWM發(fā)生器(能以最小開銷產(chǎn)生高精度的PWM信號)、一個增量編碼器接口單元、2個可調(diào)頻的輔助PWM輸出、12條I/O數(shù)字信號線、一個雙通道事件捕獲系統(tǒng)一個16位看門狗定時器和2個16位內(nèi)部定時器等。
程序和數(shù)據(jù)RAM可以通過串行口引導(dǎo)程序裝入,內(nèi)部程序和數(shù)據(jù)RAM也可以從外圍設(shè)備經(jīng)地址總線和數(shù)據(jù)總線引導(dǎo)程序裝入。此外,ADMC401芯片還可充分利用DSP內(nèi)核的地址和數(shù)據(jù)總線,同時增添了重要的外存儲器和外設(shè)擴(kuò)展能力,因而可擴(kuò)展外部程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器容量,并使得DSP內(nèi)核能夠?qū)ぶ返剑保矗搿粒玻?位的外部程序存儲器和13k×16 位的外部數(shù)據(jù)存儲器,從而為其與PSD接口提供方便。
圖3 單片數(shù)字信號處理(DSP)器ADMC401功能框圖
3。粒模停茫矗埃迸cPSD311的接口設(shè)計
由于PSD3XX內(nèi)部提供了許多應(yīng)用系統(tǒng)所需要的全部元件和“外圍”,這使得設(shè)計兩片式計算機(jī)系統(tǒng)成為可能。對于8051,80196和68HC11等微控制器來說,與PSD相配合是極為方便的。同樣,對于提供了外擴(kuò)程序、數(shù)據(jù)存儲空間的ADMC401來說,也可以和PSD相配合?紤]到系統(tǒng)成本,推薦使用的PSD芯片為PSD311(現(xiàn)有價格最低的產(chǎn)品)。
ADMC401芯片的引導(dǎo)程序裝載可以通過引腳MMAP和BMODE的各種不同狀態(tài)來完成,如果引腳MMAP和BMODE所加的電壓都為“0”,那么ADMC401將工作在所謂的EPROM引導(dǎo)程序模式,其中被稱為“引導(dǎo)存儲器”的專用外部存儲空間將允許芯片和字節(jié)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;而如果引腳MMAP和BMODE設(shè)置為其它電位,那么將會產(chǎn)生不同的引導(dǎo)模式。另外,ADME401芯片還有一個專門的低電平有效信號BMS(Boot Memory Select,引導(dǎo)存儲器選擇),可用于簡化引導(dǎo)存儲器的接口。以上這些功能極大地方便了ADMC401和PSD的接口設(shè)計。圖4為ADMC401和PSD311的接口電路圖(圖中還包括一些其它外圍)。
圖4 ADMC401-PSD311接口電路圖
由圖可見,ADMC401與PSD311的連接幾乎和它與標(biāo)準(zhǔn)的EPROM連接一樣簡單。由于總線的通路布在ADMC401內(nèi)部,因此,PSD311的8根數(shù)據(jù)線并不是像常用的與ADMC401的D7~D0相連,而是與D15~D8相連。另外,還要注意,地址的最高位是由ADMC401的D22線提供的(在ADMC401中沒有A14地址線)。其BMS信號可用于EPROM的
【基于PSD3XX與ADMC401接口設(shè)計的無功發(fā)生器系統(tǒng)】相關(guān)文章:
基于USB接口的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計03-18
基于USB接口的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的研究與設(shè)計03-15
基于信號接口的自動測試系統(tǒng)軟件的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)03-18
基于FPGA的DDS信號發(fā)生器的設(shè)計03-03
基于單片機(jī)的MicroDrive接口設(shè)計03-20
基于DDR SDRAM的信號發(fā)生器設(shè)計與實(shí)現(xiàn)03-30
帶USB接口的電子巡更系統(tǒng)的設(shè)計03-18