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    微機化儀器儀表總線驅(qū)動設計預覽

    文章來源:正航儀器 瀏覽次數(shù): 發(fā)布時間:2014-05-21
     

     
     
     
    眾所周知,微處理器是通過總線(數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線)與存儲器小接口交換數(shù)據(jù)、傳遞命令和各種信息的。通常CPD和單片機的總線驅(qū)動能力十分有限,大多不允許超過四個標準TTL外部擴展的芯片越多,微處理器負載越重,輕則引起芯片發(fā)熱,重則產(chǎn)生邏輯混亂,波形失真。因此凡結構比較復雜的微機系統(tǒng),都必須強化總線的驅(qū)動能力按照信息流動的方向,總線有單向與雙向之分。地址總線及大部分控制總線、狀態(tài)線是單向的,可以通過恒定接通的單向總線緩沖器加以驅(qū)動。圖1.5所示的是CPU擴展地址總線及控制總線驅(qū)動能力的電路。圖中的三態(tài)緩沖器如果用74系列TTL芯片,有8位的44、6位的367、4位的125等可供選擇。
    CPU的一些輸入控制線己通過電阻上拉,這樣既能防止因懸空造成的狀態(tài)不定,又能增強對一些“線與”的控制線的驅(qū)動能力。數(shù)據(jù)總線是雙向總線,相應的驅(qū)動電路的設計要復雜得多。數(shù)據(jù)總線緩沖器可以使用單向緩沖器背靠背組成,也可以直接使用雙向總線緩沖器。如74245即為常用的8位雙向緩沖器。74245在A、6兩側各有八根一一對應的數(shù)據(jù)線,另外有一個位能端G和一個方向控制端DIR。其工作方式為:G為邏輯1時PA、U之間斷開:G為邏輯0時名DIR=“0”,則A流向15,反之DIR=“l”時,B流向A。
    根據(jù)74245的工作方式PF難驗證圖1.6所示的驅(qū)動電路能夠保證CPL J對位于?化H另一側的ROM、XAM及I/O芯片執(zhí)行正確的讀/寫操作。然而這一簡單的數(shù)據(jù)總線驅(qū)動電路存在兩個問題。首先,它不支持來自I心接口的Z奶方式2中斷。這是因為當這種中斷發(fā)生時,CPU不是以更D有效P6是以M都IORQ同時有效作出響應的,致使芯片送出的中斷向量無法通過總線緩沖器到達CP耀2g使74245兩側的總

    微機化儀器儀表總線驅(qū)動
     
     
    線狀態(tài)出現(xiàn)競爭。其次,由于總線緩沖器的使能端(;始終有效,使它處在“非讀即寫”的狀態(tài),從而在讀/寫操作的間隔中,外部器件仍作為負載,加大了總線緩沖器的功耗。改進后的電路如圖1.6(b)所示。一方面,增加了中斷應答信號1N1AK=M1、IoRq,對方向的控制,使數(shù)據(jù)總線緩沖器在中斷響應周期保持E到A的正確方向;另一方面,使能端G僅在而W更或更而萬滅其中之一有效時把74245接通,從而避免了不必要的功耗。
    在圖15(b)中,所有外部數(shù)據(jù)接口均位于74245的同側,如果CPU與7424;之間另有一部分存儲器或I/O芯片(多板結構的微機系統(tǒng)常常如此),則應當把這些芯片的片選信號與非后經(jīng)或門控制方向端DIR,如圖1.6(c)所示。這樣當CPU存取這些數(shù)據(jù)口時,74245的指向始終為A到B表明數(shù)據(jù)在這些芯片與CFU之間流動。顯然這個電路不完善,它不支持來自這些芯片的向量中斷。

    微機化儀器儀表總線驅(qū)動設計
     
     
    更為復雜的總線驅(qū)動邏輯電路完全可以通過以上逐層深入的方法設計出來。必要時可以借助于卡諾圖化簡設計結果。根據(jù)微機系統(tǒng)的具體結構,可以使設計的數(shù)據(jù)總線驅(qū)動器支持內(nèi)、外向量中斷,支持內(nèi)、外DMA操作,甚至支持多處理器系統(tǒng)。以上設計原理同樣適用于其它類型的CPU或單片機,只是要注意選擇相應的控制信號。(本文來源:正航儀器)http://www.chongba.cc 
     
     
     
     

     
     
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