【文章內(nèi)容簡介】 0=10 選擇引導(dǎo)CS0 控制的32 位存儲器。BOOT1:0=11 選擇內(nèi)部Flash 存儲器。在我們系統(tǒng)中使用內(nèi)部Flash，所以兩管腳需經(jīng)上拉電阻把管腳設(shè)置為高電平。，當(dāng)RESET 為低時，該管腳上若為低電平將強制復(fù)位后由片上引導(dǎo)裝載程序來控制器件的操作。 數(shù)據(jù)采集模塊電路在我們的采集模塊中采用兩塊AD78651構(gòu)成一個八通道的模擬量采集系統(tǒng)。AD78651是一種高速、低功耗、四通道同步采樣的14位A/D轉(zhuǎn)換器。下面介紹一下AD7865工作設(shè)置1. 通道選擇AD7865具有硬件和軟件兩種通道選擇方式由引腳H/ S控制，其中，SLlSL4實現(xiàn)硬件通道選擇。數(shù)據(jù)線D3DO實現(xiàn)軟件通道選擇。(1) 如果引腳H/S輸人低電平，則通過引腳SLlSL4進行硬件通道選擇。SLlSL4分別對應(yīng)通道14。相應(yīng)引腳輸入為高電平時對應(yīng)通道被選通，輸人為低電平時該通道被屏蔽。(2) 如果引腳H/S輸人高電平，則通過DOD3數(shù)據(jù)寫人寄存器進行軟件通道選擇，DOD3分別對應(yīng)通道14。相應(yīng)數(shù)據(jù)線寫1時，對應(yīng)通道被選通，寫0時該通道被屏蔽。在我們的系統(tǒng)中需要隨時能選擇一個或幾個通道進行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，所以選擇第二種軟件控制選通道的方法。2. 啟動轉(zhuǎn)換AD7865的啟動轉(zhuǎn)換控制特別方便。引腳CONVST只需保持至少35ns的低電平，然后由低變高時，跟蹤/保持放大器就置成保持模式，這樣便采到了四個信號，進人轉(zhuǎn)換狀態(tài)。此時，BUSY管腳的輸出變成高電平，以標(biāo)志轉(zhuǎn)換正在進行。當(dāng)所有通道轉(zhuǎn)換完畢時，BUSY變?yōu)榈碗娖健?. 讀轉(zhuǎn)換結(jié)果有兩種方法可以讀出數(shù)據(jù)結(jié)果：（1）利用AD78651的/EOC管腳，在每一個通道轉(zhuǎn)換結(jié)束后，EOC將變?yōu)榈碗娖?，我們可以利用這個間隙，通過中斷的方式，逐一讀取每個通道的值，其時序圖如下：圖 31 AD7865 EOC啟動圖（2）系統(tǒng)啟動轉(zhuǎn)換后引腳BUSY將變成高電平，直到所有通道都轉(zhuǎn)換完畢BUSY變低，此時便可順序讀出各通道的結(jié)果。寄存器出完第一個數(shù)據(jù)以后FRSTDATA失效變低。其時序圖如下：圖 32 AD7865 BUSY啟動圖第一種方案對ARM的數(shù)據(jù)接受速度有一定的要求，經(jīng)過比較我們選擇了第二種方案，通過將BUSY信號接到ARM芯片的中斷管腳，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成以后我們可以通過中斷的方式快速的讀取轉(zhuǎn)化值。4. 時鐘AD7865可以使用內(nèi)部時鐘，也可從外部輸人。芯片使用硬件通道選擇，即引腳H/S為低電平時，系統(tǒng)啟動后將自動使用內(nèi)部時鐘。芯片使用軟件通道選擇，即引腳H/S為高電平時，當(dāng)引腳INT/EXTCLK為低電平時使用內(nèi)部時鐘，為高電平時使用外部時鐘，外部時鐘從CLKIN引腳輸入。使用的時鐘不同所用的轉(zhuǎn)換時間也不同。 u， us。雖然使用外部時鐘的轉(zhuǎn)換時間要長一些，但外部時鐘的某些功能是內(nèi)部時鐘所不具備的。例如，當(dāng)在一個系統(tǒng)中同時用兩片或多片AD7865時，如果使用內(nèi)部時鐘則很難保持各個芯片間的采樣和轉(zhuǎn)換同步進行。假如所有的AD7865都使用同一個外部時鐘就會解決這個問題。但是我們的系統(tǒng)沒有同步的要求所以采用的是內(nèi)置時鐘，軟件選擇通道的模式。[16]5. 工作電壓與基準(zhǔn)電壓源AD7865的DVDD應(yīng)接+5V數(shù)字電源。AD7865有一Vdrive管腳。另外，但也可以工作在外部基準(zhǔn)電壓源下。在我們的系統(tǒng)中使用的是內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源。采集模塊中出了AD轉(zhuǎn)化芯片外，另一個重要的部件就是模擬信號調(diào)理電路。因為AD7865是14bit的ADC，輸入端為低阻，所以前端必須選用雙極性的運放。整個帶寬內(nèi)的噪聲要滿足14比特ADC的要求，而且模擬信號中還要濾掉影響采集的高次諧波。所以我們選擇兩個OP497構(gòu)成一個八通道的有源低通濾波電路。OP497組成的是RC有源濾波電路，我們根據(jù)我們的低通濾波頻率需要可以計算出RC的值。由于AD7865的電壓輸入范圍為5V—+5V，而它的安全電壓范圍為9V—+9V，所以為了AD安全工作須有二極管進行限壓保護。 數(shù)據(jù)通信模塊電路數(shù)據(jù)通信模塊分為兩個部分：一個是利用ARM芯片本身所具有的兩個UART設(shè)計出兩個RS232接口；另一個是利用ARM外部數(shù)據(jù)總線加TL16C554擴展出四個標(biāo)準(zhǔn)UART，在通過MAX3485擴展出四個485接口。1. RS232接口設(shè)計RS232是美國電子工業(yè)協(xié)會(EIA)制定的串行通訊標(biāo)準(zhǔn)，又稱RS232C 。RS232是一個全雙工的通訊標(biāo)準(zhǔn)，它可以同時進行數(shù)據(jù)接收和發(fā)送的工作。如果要使用LPC2294中的UART與RS232接口的設(shè)備進行基本的通訊，那么就需要一個RS232轉(zhuǎn)換器將TTL電平轉(zhuǎn)換成RS232電平。在此系統(tǒng)中我們使用SP3232E作為電平轉(zhuǎn)化芯片。SP3222E/3232E系列由3個基本電路模塊組成：驅(qū)動器、接收器和3 Sipex特有的電荷泵。2. 利用TL16C554擴展四個RS485接口因為LPC2294已有的兩個UART已被使用，所以擴展四個485接口的任務(wù)只能交給異步通信擴展芯片來實現(xiàn)高速串行通信。在本系統(tǒng)中我們利用TI公司的異步通信芯片，TL16C554可以實現(xiàn)擴展4個串行口通信。TL16C554內(nèi)部共有12個寄存器，這些寄存器分別用于實現(xiàn)通信參數(shù)的設(shè)置、對線路及MODEM的狀態(tài)訪問、數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收以及中斷管理等。編程人員可由AO,A l,A 2三條片內(nèi)寄存器選擇線和線路控制寄存器的除法數(shù)鎖存器訪問位DLAB一起通過多路復(fù)用進行訪問或控制TL16C554的任何一個寄存器。各主要引腳的功能說明與系統(tǒng)的連接方式如下：* A0 A2 :片內(nèi)寄存器的選擇信號。該三信號我們與ARM地址線A0A2直接相連。* D0 一 D7 :雙向8位數(shù)據(jù)線。該數(shù)據(jù)線與ARM第八位數(shù)據(jù)線相連。* /CS A,/CSB,/CSC,/CSD 輸人片選信號，分別能使4個串行口讀寫操作。這四線通過將ARM中CS2。* XT A L1 ,X TAL2晶振或外部時鐘輸人輸出端，該腳可接外部晶振。，可通過內(nèi)部的分頻寄存器確定串口的通信速率。* RX RDYx接收準(zhǔn)備好的信號。當(dāng)TL16C554已經(jīng)從串行輸人端接收了一個字符時，該信號失效，在中斷方式時可作為中斷請求信號。TXRDYx:發(fā)送準(zhǔn)備好信號。當(dāng)TL16C554允許發(fā)送且發(fā)送緩沖區(qū)為空時，該信號有效，在中斷方式時可作為中斷請求信號。* INTA , INTB,INTC,INTD: 4個串行口中斷輸出 。我們將這四個信號經(jīng)過非處理后輸入到與門再進行與處理輸入到ARM中斷0管腳調(diào)用中斷。* RX A ,RXB,RXC,RXD:串行數(shù)據(jù)輸人引腳與MAX3485相連。* TX A ,TXB,TXC,TXD:串行數(shù)據(jù)輸出引腳與MAX3485相連。* RESET :復(fù)位信號。與系統(tǒng)復(fù)位信號相連* IOR, IOW:輸人/輸出讀/寫選通脈沖，與ARM的OE和WE相連。3. MAX3485接口電路我們利用TL16C554只是擴展了四個UART，但是我們需要的是四個485串口，所以需要四組MAX3485電路進行信號轉(zhuǎn)化。接口電路如圖312所示，其中D，R分別為串口數(shù)據(jù)輸入輸出管腳；DE與RE是發(fā)送與接受使能管腳，因為485電路是半雙工接口，需要對讀寫進行控制,這兩個管腳接同一個控制信號；A，B為485差分輸出管腳，需分別接上拉電阻與下拉電阻。 控制信號模塊電路在系統(tǒng)中我們需要對外部一些動作部件進行控制與狀態(tài)查詢。所以會使用ARM的一些IO口作為信號輸入輸出通道。在本系統(tǒng)中分別使用四個IO作為輸入口，四個IO作為輸出口。1． 輸入口我們利用TLP5214四路光隔進行信號隔離，防止外部信號干擾整個系統(tǒng)。2． 輸出口與輸入口相比，稍顯復(fù)雜。首先需使用三級管進行電平轉(zhuǎn)換，，然后和輸入口一樣使用TLP5214進行光電隔離。最后用輸出信號經(jīng)過繼電器進行驅(qū)動。 電源模塊電路本系統(tǒng)屬于混合信號系統(tǒng)，分為模擬與數(shù)字兩個部分，所以需要兩套電源系統(tǒng)。它們分別給數(shù)字與模擬部分提供電源，實現(xiàn)數(shù)字與模擬相互隔離防止高頻數(shù)字信號對模擬信號的干擾。在模擬電路部分使用到了雙極性運放，在數(shù)字部分有傳統(tǒng)的5V器件，、所以使用到了多電壓等級分別是12V、+12V、+5V、+、+。其中12V、+12V信號由外部輸入，而+5V、+、+。在電源設(shè)計時，模擬電源與數(shù)字電源需進行合理的處理。模擬電路涉及弱小信號，但是數(shù)字電路門限電平較高，對電源的要求就比模擬電路低些。既有數(shù)字電路又有模擬電路的系統(tǒng)中，數(shù)字電路產(chǎn)生的噪聲會影響模擬電路，使模擬電路的小信號指標(biāo)變差，克服的辦法是分開模擬地和數(shù)字地。 對于低頻模擬電路，除了加粗和縮短地線之外，電路各部分采用一點接地是抑制地線干擾的最佳選擇，主要可以防止由于地線公共阻抗而導(dǎo)致的部件之間的互相干擾。而對于高頻電路和數(shù)字電路，由于這時地線的電感效應(yīng)影響會更大，一點接地會導(dǎo)致實際地線加長而帶來不利影響，這時應(yīng)采取分開接地和一點接地相結(jié)合的方式。 存儲模塊電路對于大部分微控制器來說，存儲器系統(tǒng)不是必需的，但如果微控制器沒有片內(nèi)程序存儲器或數(shù)據(jù)