第四讲数字IO及其应用终稿.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,单击此处编辑母版标题样式,上页,下页,结束,广东技术师范学院自动化学院 伍银波,2012.2,本讲主要内容,1,外部总线扩展,4,小结,数字,I/O,原理及应用,3,实验板,CMD,及扩展,2,TMS320C2XX,提供了一个相当大的有助于改善系统性能的片内存储器，以及一个相当大的用于外部存储器和,I/O,设备的地址空间。,TMS320C2XX,的地址映射分为,4,个可独立选择的空间,:,程序存储器,(64K,字,),包含程序执行所用的指令和数据。,本地数据存储器,(64K),保存指令所用的数据。,全局数据存储器,(32K,字,),保存与其它处理器共用的数据，或者用作额外数据空间。本地数据存储器的上端,32K,字,(8000h-FFFFh),地址空间可用作全局数据存储器。,输入,/,输出,(I/O),空间,(64K,字,),与外部外围接口，并且包含片内外围寄存器。,以上空间提供了一个,224K,字的地址空间。,外部总线扩展,外部存储器操作的优点是：,能够对更大的地址空间进行访问。,片内存储器操作的优点是：,具有比外部存储器更高的性能,(,因为它避免了较慢的外部存储器所需的等待状态,),。,具有比外部存储器更低的成本价格。,具有比外部存储器更低的功耗。,容量比外部少,外部总线扩展,外部总线扩展,程序存储器映射,注意：,PON,和,CNF,位可通过程序改变。若,B0,和,SARAM,配置为程序存储器，则外部程序存储器相同地址的单元被屏蔽。,8000H-FFFFH,为外部数据存储器空间,外部总线扩展,外部总线扩展,I/O,空间映射,0000FEFF,外部自由空间,外部总线扩展,引脚,描述,外部,总线,A15-A0,提供,16,条地址线。通过该地址总线可对多达,64K,字的外部存储器或,I/O,空间进行访问。,D15-D0,提供,16,条双向数据线。该数据总线向外部存储器或,I/O,空间传送或读取数据。,选择,信号,DS(,非,),数据存储器选择引脚，,TMS320C2XX,通过,DS(,非,),指明对外部数据存储器,(,本地或全局,),的访问。,BR(,非,),总线请求引脚。,TMS320C2XX,通过,BR(,非,),和,DS(,非,),指明对全局数据存储器进行访问。,PS(,非,),程序存储器选择引脚，,TMS320C2XX,通过,PS(,非,),指明访问外部程序存储器。,IS(,非,),I/O,空间选择引脚。,TMS320C2XX,通过,IS(,非,),指明访问外部,I/O,空间。,STRB(,非,),选通有效。,TMS320C2XX,使用,STRB(,非,),访问外部程序、数据或,I/O,空间。,外部存储器和,I/O,空间的接口引脚,外部总线扩展,读,/,写信号,R/W(,非,),读,/,写引脚。该引脚指明,TMS320C2XX,和外部程序、数据或,I/O,空间之间的数据传输方向。,RD(,非,),读选择引脚。,C2XX,使用,RD(,非,),请求从外部程序、数据或,I/O,空间读数据。,WE(,非,),写允许引脚。,TMS320C2XX,使用,WE(,非,),请求向外部程序、数据或,I/O,空间写数据。,请求,/,控制信号,BOOT(,非,),引导装载引脚。该引脚只存在于具有片内引导装载程序的器件上。在一次硬件复位期，如果,BOOT(,非,),为低电平，则,C2XX,从全局数据存储器的,EPROM,向外部程,序存储器的,RAM,传送代码。,MP/MC(,非,),微处理器,/,微型机引脚。该引脚仅存在于具有片内非易失性程序存储器的器件。复位时，测试该引脚上的电平。如果,MP/MC(,非,),为高电平，则器件处于微处理器模式,(,复位矢量从外部存储器提取,),。如果,MP/MC(,非,),为低电平，则器件处于微型机模式,(,复位矢量从片内存储器提取,),。,外部总线扩展,RAMEN,单存取,RAM,允许引脚。存在于具有片内单存取,RAM,的,C2XX,器件上。如果该引脚为高电平，则该,RAM,有效；如果该引脚为低电平，则,RAM,无效。,READY,外部器件就绪引脚,(,用于从外部产生等待状态,),。如果该引脚低电平，则,C2XX,等待一个,CPU,周期，重新测试,READY,。如果引脚仍为低电平，则,C2XX,停止处理直到它为高电平。如果,READY,末被使用，则它应保持为高电平。对于,C203,来说，,READY,引脚在引导期必须保持高电平。,HOLD(,非,),HOLD,操作请求引脚。通过,HOLD(,非,),信号，外部器件可申请对部总线的控制。在,C2XX(,适当的软件逻辑,),使,HOLDA(,非,),有效之后，外部器件将控制总线直到,HOLD(,非,),失效。,HOLDA(,非,),HOLD(,非,),的确认引脚。,C2XX(,在适当的程序代码协肋下,),便,HOLDA(,非,),有效，从而确认,HOLD(,非,),己被有效设置，并将外部总线置于高阻状态。,外部总线扩展,AT29LV1024,1 Megabit(64K x 16),3-volt Only CMOS Flash Memory,外部总线扩展,外部总线扩展,右图所示为一个与外部,I/O,空间接口的例子，为,8-bit,输入和,8-bit,输出的接口电路。,I/O,端口接口电路,实验核心板,CMD,及扩展,实验核心板,CMD,及扩展,数字,I/O,脚有,专用,和,复用,。,数字,I/O,脚的功能通过,9个,16位控制寄存器,来控制。,控制寄存器分为,两类,：,（1）,I/O,复用控制寄存器（,MCRX),，,来选择,I/O,脚是外设,功能还是,I/O,功能。,（2）数据方向控制寄存器（,PXDATDIR),：,控制双向,I/O,脚的数据和数据方向。,注意：,数字,I/O,脚是通过,映射在数据空间的控制寄存器,来控制的，,与器件的,I/O,空间无任何关系。,240,X/240XA,多达,41只数字,I/O,脚,，多数具有复用功能。,数字,I/O,原理及应用,数字,I/O,寄存器简介,I/O,复用引脚见下图。,数字,I/O,原理及应用,I/O,模块中有关的寄存器，,地址为：7090,h,709Fh。,不论,I/O,脚被配置为,外设功能,还是,I/O,功能，引脚的状态可通过读,I/O,数据寄存器来获取。,数字,I/O,原理及应用,寄存器中的保留位是不可操作的,读出为,0,，写入无影响,注意：,寄存器的保留位和存储中间的保留及非法地址的区别，保留位无操作意义，但是操作也不会产生不良后果。而对保留地址空间和非法空间的任何操作都会引起,NMI,数字,I/O,原理及应用,I/O,端口复用控制寄存器,3,个,I/O,端口复用控制寄存器：,MCRA,、,MCRB,、,MCRC,。,（,1,）I/O,端口复用控制寄存器,A,地址：7090,h,数字,I/O,原理及应用,位名称,外设功能,通用,I/,O(.n,=0),MACKA.0,SCITXD,IOPA0,MACKA.1,SCIRXD,IOPA1,MACKA.2,XINT1,IOPA2,MACKA.3,CAP1/QEP1,IOPA3,MACKA.4,CAP2/QEP2,IOPA4,MACKA.5,CAP3,IOPA5,MACKA.6,PWM1,IOPA6,数字,I/O,原理及应用,位名称,外设功能,通用,I/,O(.n,=0),MACKA.7,PWM2,IOPA7,MACKA.8,PWM3,IOPB0,MACKA.9,PWM4,IOPB1,MACKA.10,PWM5,IOPB2,MACKA.11,PWM6,IOPB3,MACKA.12,T1PWM/T1CMP,IOPB4,MACKA.13,T2PWM/T2CMP,IOPB5,MACKA.14,TDIRA,IOPB6,MACKA.15,TCLKINA,IOPB7,数字,I/O,原理及应用,（2）,I/O,端口复用控制寄存器,B,地址：7092,h,数字,I/O,原理及应用,位名称,外设功能,通用,I/,O(.n,=0),MACKB.0,W/R,IOPC0,MACKB.1,BIO,IOPC1,MACKB.2,SPISIMO,IOPC2,MACKB.3,SPISOMI,IOPC3,MACKB.4,SPICLK,IOPC4,MACKB.5,SPISTE,IOPC5,MACKB.6,CANTX,IOPC6,MACKB.7,CANRX,IOPC7,数字,I/O,原理及应用,位名称,外设功能,通用,I/,O(.n,=0),MACKB.8,XINT2/ADCSOC,IOPD0,MACKB.9,EMU0,保留,MACKB.10,EMU1,保留,MACKB.11,TCK,保留,MACKB.12,TDI,保留,MACKB.13,TDO,保留,MACKB.14,TMS,保留,MACKB.15,TMS2,保留,数字,I/O,原理及应用,（3）,I/O,端口复用控制寄存器,C,地址：7094,h,数字,I/O,原理及应用,位名称,外设功能,通用,I/,O(.n,=0),MACKC.0,CLKOUT,IOPE0,MACKC.1,PWM7,IOPE1,MACKC.2,PWM8,IOPE2,MACKC.3,PWM9,IOPE3,MACKC.4,PWM10,IOPE4,MACKC.5,PWM11,IOPE5,MACKC.6,PWM12,IOPE6,MACKC.7,CAP4/QEP3,IOPE7,数字,I/O,原理及应用,位名称,外设功能,通用,I/,O(.n,=0),MACKC.8,CAP5/QEP4,IOPF0,MACKC.9,CAP6,IOPF1,MACKC.10,T3PWM/T3CMP,IOPF2,MACKC.11,T4PWM/T4CMP,IOPF3,MACKC.12,TDIRB,IOPF4,MACKC.13,TCLKINB,IOPF5,MACKC.14,保留,IOPF6,MACKC.15,保留,保留,数字,I/O,原理及应用,数据和方向控制寄存器,6个,数据和方向控制寄存器（,PXDATDIR),包含两个功能位。,（1）,I/O,方向位,如果引脚被选择了通用,I/O，,方向位决定了是输入（0）,还是输出（1）。,（2）,I/O,数据位,如果引脚被选择了通用,I/O，,当方向选为,输入,，则可从,该位上,读取,数据，当方向选为,输出,，则可向该位,写,入,数据。,数字,I/O,原理及应用,如,I/O,端口被选择作,通用,I/O,引脚，数据和方向控制,寄存器可以控制数据和,I/O,引脚的数据方向。,如,I/O,端口被选择作,外设,功能时，数据和方向控制寄,存器的设置对相应的引脚无影响。,（1）,I/O,端口,A,数据和方向控制寄存器（,PADATDIR)，,地址：7098,h,位15-8,：,AnDIR,PA7-PA0,的数据方向,0,：相应引脚配置为,输入,1,：相应引脚配置为,输出,数字,I/O,原理及应用,位7-0,：,IOPA7-IOPA0,如果,AnDIR,=0，,引脚配置为,输入,0,相应引脚的电平,读为低电平,1,相应引脚的电平,读为高电平,如果,AnDIR,=1,，,引脚配置为,输出,0,设置相应引脚，使其输出信号为低电平时有效,1,设置相应引脚，使其输出信号为高电平时有效,如果,I/O,端口用作通用,I/O，,则必须对数据和方向寄存,器进行,初始化设置,，为输入还是输出。,数字,I/O,原理及应用,（2）,I/O,端口,B,数据和方向控制寄存器（,PBDATDIR)，,地址：709,Ah,（3）I/O,端口,C,数据和方向控制寄存器（,PCDATDIR)，,地址：709,Ch,（4）I/O,端口,D,数据和方向控制寄存器（,PDDATDIR)，,地址：709,Eh,（5）I/O,端口,E,数据和方向控制寄存器（,PEDATDIR)，,地址：7095,h,（6）I/O,端口,F,数据和方向控制寄存器（,PFDATDIR)，,地址：7096,h,数字,I/O,原理及应用,数字,I/O,端口配置实例,配置：,选择,I/O,引脚的功能，且设置,I/O,引脚的方向。,I/O,配置实例程序：,数字,I/O,原理及应用,上为一个数字,I/O,的实际配置程序，对于每个寄存器的定义,已介绍，对于所有数字,I/O,配置定义的参考表,。,数字,I/O,应用实例,1,使用数字,I/O,查询输入信号,接口电路如下图所示。,数字,I/O,原理及应用,数字,I/O,原理及应用,数字,I/O,原理及应用,2,一般输入输出接口,P182,按键及蜂鸣器应用实例,数字,I/O,原理及应用,3 I/O,实验接线原理,如何实现对4个,LED,的循环驱动？,课后思考题,图中使用,I/O,端口输出4个信号，分别连接到4个,LED。,输出脚与,LED,间接一,触发器,SN74HCT273,对,LED,驱动。,谢谢大家！,本节重点,存储器扩展,数字,I/O,的配置和使用,请大家做好复习和预习工作！,小结,