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GPIB接口專用芯片TNT4882
摘要:TNT4882是美國NI公司推出的一款GPIB接口專用芯片。文中介紹了其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外圍時(shí)鐘電路和部分重要的寄存器,給出了GPIB接口設(shè)計(jì)中對TNT4882編程的基本思路和注意事項(xiàng)。1 概述
TNT4882是美國NI公司的一款單芯片、高速、聽/講功能的兼?zhèn)涞腉PIB(General purpose interface bus)接口專用芯片。它內(nèi)部集成了Turbo488(高速傳輸電路)以及NAT4882(IEEE488.2兼容電路),并擁有諸多新的特性,能夠兼容ANSI IEEE Standard 488.1和ANSI IEEE Standard 488.2規(guī)范,因而可以為GPIB系統(tǒng)提供一套完整的解決方案。為了達(dá)到更高的傳輸速率。TNT4882采用了單芯片F(xiàn)IFO緩存電路設(shè)計(jì),其內(nèi)置的16個(gè)增強(qiáng)型IEEE 488.1兼容收發(fā)器可以直接連接GPIB總線,以實(shí)現(xiàn)HS488傳輸模式(一種新的GPIB高速傳輸模式)。在兼容性方面,它與以往使用的μPD7210、TMS9914A中的寄存器設(shè)置完全兼容,用戶可以將以前所用的代碼直接移植到TNT4882上。同時(shí),它所包含的Turbo488電路及其諸多新特性也可以在一定程度上減少軟件的開銷。另外,TMT4882還具有靈活的CPU接口,可以方便地連接各種16位或8位微處理器,并將CPU發(fā)出的消息和信號(hào)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的GPIB消息和信號(hào),以使實(shí)現(xiàn)GPIB設(shè)備和CPU及內(nèi)存之間的通信。
圖1 雙芯片模式結(jié)構(gòu)框圖
2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外圍時(shí)鐘電路
2.1 TNT4882的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
TNT4882的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以其工作模式的不同而有所不同。工作模式可分為單芯片模式和雙芯片模式兩種,而雙芯片模式又可分為Turbo 7210模式和Turbo 9914模式。工作模式的選擇和轉(zhuǎn)換由寄存器的設(shè)置來決定,不同的工作模式?jīng)Q定著FIFO與GPIB的連接方式、寄存器的狀態(tài)和訪問屬性。
在雙芯片工作模式下,NAT4882相當(dāng)于μPD7210(Turbo 7210模式)或TMS9914A(Turbo 9914模式),但功能更加強(qiáng)大。此時(shí)的結(jié)構(gòu)及工作過程如圖1所示。當(dāng)前GPIB寫數(shù)據(jù)時(shí),CPU首先將數(shù)據(jù)寫入TNT4882的FIFO里,并由傳輸狀態(tài)機(jī)將數(shù)據(jù)從FIFO傳至NAT4882電路,再由NAT4882電路將數(shù)據(jù)傳送至GPIB上;而當(dāng)從GPIB上讀數(shù)據(jù)時(shí),過程則正好相反。
在單芯片工作模式下,F(xiàn)IFO可直接與GPIB相連而不需要傳輸狀態(tài)機(jī),其結(jié)構(gòu)如圖2所示。此時(shí),TNT4882中寄存器的設(shè)置與Turbo 7210模式類似。
由于單芯片模式采用的是最簡單且最快速的結(jié)構(gòu),且是NI公司推薦的TNT4882工作模式,因此,本文主要討論這種模式。
2.2 外圍時(shí)鐘電路
TNT4882工作時(shí)需要40MHz的驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘,產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)的方法有兩種:一是采用40MHz的CMOS晶振,將晶振的輸出接至TNT4882的XTALI管腳,并將XTALO管腳懸空;二是采用如圖3所示的外圍時(shí)鐘電路。
圖2 單芯片模式結(jié)構(gòu)框圖 圖3 TNT4882外圍時(shí)鐘電路
3 寄存器簡介
TNT4882內(nèi)部寄存器的數(shù)量和種類都很多,而且在不同的工作模式下,寄存器的情況又不盡相同。本文只對單芯片模式以及與最基本的GPIB操作有關(guān)的一些寄存器進(jìn)行簡要地介紹。
需要注意的是,TNT4882內(nèi)部的寄存器都是8位的。所以,每個(gè)寄存器的控制字也必須是8位。寄存器的地址通常是TNT4882的基地址加上各個(gè)寄存器所對應(yīng)的偏移量。TNT4882的基地址由硬件電路決定,而每個(gè)寄存器對應(yīng)的偏移量則是固定的,其范圍從0至0x1F。寄存器有三種類型:只讀、只寫和讀/寫。表1列出了一些比較重要的寄存器類型。
表1 TNT4882的部分寄存器
4 軟件編程
TNT4882是一種需要軟件編程的集成電路。其內(nèi)部各個(gè)寄存器的狀態(tài)決定或標(biāo)志著芯片及GPIB的工作狀態(tài)。在GPIB接口設(shè)計(jì)中,只有通過編程對寄存器進(jìn)行正確設(shè)備,才能實(shí)現(xiàn)對GPIB的各種操作。以下是編程的基本思路和注意事項(xiàng)。
4.1 芯片初始化
最典型的初始化程序需完成以下工作:
(1)復(fù)位TNT4882器件中的Turbo488電路;
(2)將TNT4882設(shè)置成Turbo 7210模式;
(3)將TNT4882設(shè)置成單片機(jī)模式;
(4)使Local Power-On信號(hào)有效;
(5)配置TNT4882以為GPIB操作作準(zhǔn)備,其具體任務(wù)是設(shè)置TNT4882的GPIB
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