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MCF51QEl28快速GPIO的外部總線接口設(shè)計

作者: 時間:2010-06-25 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

引言
大都出現(xiàn)在功能和價格較高的高端微處理器中。例如,F(xiàn)reescale半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的Coldfire和PowerPC微處理器,在低端的微控制器行列中,一般很少出現(xiàn),主要原因是微控制器一般內(nèi)部包含了Flash和SRAM,而不是像微處理器那樣需要外擴大容量存儲器放置代碼和運行程序。但是,微控制器也會遇到需要外擴設(shè)備的情況,筆者在某項目中需要使用McF51QEl28(以下簡稱“QEl28”)微控制器連接Flash存儲測試數(shù)據(jù),存取速度要求較高,因此無法使用串行的存儲器,只能使用具有地址線和數(shù)據(jù)線的Flash存儲器。
QEl28是Freescale半導(dǎo)體公司推出的Flexis系列的首款產(chǎn)品,具有25 MHz的速度和多種外設(shè)模塊;還有一個特點是,其內(nèi)部包含了與其他微控制器不同的GPI()模塊。

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/163014.htm

1 思路
使用微控制器中通用I/O模塊模擬實現(xiàn)外部總線是一個比較好的方法,但目前微控制器中模塊一般僅包含8個I/O口,而大容量的存儲芯片一般的地址總線和數(shù)據(jù)總線都是16位或者更高位數(shù)的。這種情況下需要使用2個端口組合才能模擬,速度不高。
QEl28微控制器中的模塊(RGPIO)是一個比較特殊的模塊。該模塊直接與處理器的32位內(nèi)部總線連接,支持字節(jié)、字和雙字的訪問,支持單周期、零等待的數(shù)據(jù)傳輸。這種特性與普通的GPIO有較大區(qū)別。區(qū)別的根本原因在于普通的GPIO模塊都是與微控制器內(nèi)部的從設(shè)備總線連接的。
實現(xiàn)的關(guān)鍵在于,如何使一個RGPIO模塊既可以作為地址總線使用,又可以作為數(shù)據(jù)總線使用。通過對總線的分析,所有的數(shù)據(jù)通信都由主設(shè)備發(fā)起,然后發(fā)送地址信號,最后發(fā)送數(shù)據(jù)或接收總線數(shù)據(jù),這種操作是有先后順序的?;谶@種分析,將RGPIO模塊分時復(fù)用便可解決此問題。
使用QEl28GPl0實現(xiàn)外部總線接口的示意圖如圖1所示。


RGPIO模塊的16個引腳連接外部設(shè)備的地址總線和數(shù)據(jù)總線(此處需要注意),各信號線的含義如表1所列。其中的GPIO表示微處理器中方向可以為輸出的通用輸入/輸出引腳。需要注意的是,RGPIO模塊的16個引腳是與兩個通用I/O模塊PORTC和PORTE復(fù)用的,所以在原理圖時,用作控制信號的GPIO引腳應(yīng)選擇PORTC和PORTE端口之外的GPIO。另外,如果RGPI0需要內(nèi)部上拉,則需要設(shè)置PORTC和PORTE的內(nèi)部上拉寄存器。這一點在軟件設(shè)計中的外部總線接口初始化函數(shù)Exb_Init中有體現(xiàn)。

2 硬件連接實例
以Atmel公司的單電壓存儲器AT49LVl024A為例。AT49LVl024A存儲容量為128 KB(64K×16位),工作電壓為3.3 V,可以直接與QEl28連接。AT49LVl024A的地址線和數(shù)據(jù)線寬度均為16位,控制信號包括芯片使能信號、輸出使能信號和寫使能信號。


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