嵌入式控制系统及应用4樊卫华

《嵌入式控制系统及应用4樊卫华》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、AUTOMATIONDEPARTMENTOFNUST嵌入式控制系统及应用樊卫华南京理工大学自动化学院课堂讲授内容1嵌入式系统概述2ARM微处理器基础3嵌入式系统开发基础4嵌入式系统接口技术5嵌入式控制系统及其应用4嵌入式系统接口技术34.1最小系统所谓最小系统是指以ARM微处理器为核心，外围增加相应的存储器、时钟等电路，能够实现嵌入式系统基本运行的电路模块。4.1最小系统电源电路设计电源时要考虑的因素：电源系统为整个1.输出的电压、电流、功率；系统提供能量，是整2.输入的电压、电流；个系统工作的基础，3.安

2、全因素；具有极其重要的地位，4.输出纹波；但却往往被忽略。如5.电磁兼容和电磁干扰；果电源系统处理得好，6.体积限制；整个系统的故障往往7.功耗限制；减少了一大半。8.成本限制。4.1最小系统电源电路分析需求（1）S3C2410X所需要的电源类型1.8V内核工作电压3.3VI/O端口与外设工作电压3.3VADC工作电源电压（2）主要考虑是否需要将数字电源和模拟电源分开。如果不使用芯片的A/D或者D/A功能，可以不区分数字电源和模拟电源。如果使用了A/D或者D/A，还需考虑参考电源设计。4.1最小系统电源电

3、路（3）电源电路的前级和末级电源前级电源末级4.1最小系统电源电路设计末级电源电路据S3C2410x数据手册：1.8V电流的极限值为200mA。为保证可靠性，1.8V能够提供的电流应当大于400mA。3.3V消耗的电流与外部条件有很大的关系，一般电流不超过300mA，因此3.3V能够提供600mA电流即可。分析得到以下参数：3.3V电源设计最大电流：600mA；1.8V电源设计最大电流：400mA。4.1最小系统电源电路设计末级电源电路因为系统对这两组电压的要求比较高，且其功耗不是很大，所以不适合用开关电

4、源，应当用低压差模拟电源（LDO）。合乎技术参数的LDO芯片很多，Sipex半导体SPX1117是一个较好的选择，它的性价比高，且有一些产品可以与它直接替换，减少采购风险。4.1最小系统时钟电路目前所有的微控制器均为时序电路，需要一个时钟信号才能工作，大多数微控制器具有晶体振荡器。简单的方法是利用微控制器内部的晶体振荡器，但有些场合（如减少功耗、需要严格同步等情况）需要使用外部振荡源提供时钟信号。使用外部振荡器使用外部时钟源4.1最小系统4.1最小系统复位电路设计微控制器在上电时状态并不确定，这造成微控制器不

5、能正确工作。为解决这个问题，所有微控制器均有一个复位逻辑，它负责将微控制器初始化为某个确定的状态。这个复位逻辑需要一个复位信号才能工作。一些微控制器自己在上电时会产生复位信号，但大多数微控制器需要外部输入这个信号。这个信号的稳定性和可靠性对微控制器的正常工作有重大影响。4.1最小系统复位电路可以使用简单的阻容复位，这个电路成本低廉，但不能保证任何情况产生稳定可靠的复位信号，所以一般场合需要使用专门的复位芯片。最好避免使用！阻容复位4.1最小系统常用的复位专用芯片有CAT800系列，SP700系列、SP800

6、系列、IPM800系列。为了适应嵌入式系统的应用，还有带EEPROM存储器和看门狗的复位芯片，可以降低系统成本和缩小产品体积，减少元件数量也有利于系统的稳定性。如果系统不需要手动复位功能，可选择CAT809。如果需要手动复位功能，可选择SP705/706、SP708SCN、IPM811等。种类繁多的复位芯片可以满足不同工作电压和不同复位方式的系统。注意：复位芯片的复位门槛的选择至关重要，一般应当选择微控制器的IO口供电电压范围为标准。4.1最小系统复位电路示例4.1最小系统调试接口设计调试与测试接口不是

7、系统运行必须的，但现代系统越来越强调可测性，调试、测试接口的设计也要重视了。S3C2410x有一个内置JTAG调试接口，通过这个接口可以控制芯片的运行并获取内部信息。TMS：JTAG测试模式选择；TDI：串行边界扫描输入数据；TDO：串行边界扫描输出数据；TRST：JTAG测试逻辑复位。TCK：测试时钟。4.1最小系统存储器扩展存储器系统的层次结构174.1最小系统常见的存储器类型A.RAM根据存储电路的性质不同，可分为静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）；目前常用的是SDRAM/DDRSDRA

8、M，其优点：单位空间存储容量大和价格便宜的优点；存取速度快；具有读/写的属性；但其存储单元的内容随时间的推移会丢失，故需要定期的刷新；因此在进行SDRAM接口设计时，有时需要附加刷新的电路。S3C2410x内部集成了SDRAM的刷新电路，无需扩展。184.1最小系统常见的存储器类型B.FLASHMemoryFLASH存储器是一种可在系统电擦写，掉电后信息不丢失的存储器，具有功耗低、容量大、擦写速