近年來(lái),隨著集成電路工藝技術(shù)的進(jìn)步,電子系統(tǒng)的構(gòu)成發(fā)生了兩個(gè)重要的變化: 一個(gè)是數(shù)字信號(hào)處理和數(shù)字電路成為系統(tǒng)的核心,一個(gè)是整個(gè)電子系統(tǒng)可以集成在一個(gè)芯片上(稱(chēng)為片上系統(tǒng))。這些變化改變了模擬電路在電子系統(tǒng)中的作用,并且影響著模擬集成電路的發(fā)展。 數(shù)字電路不僅具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)模擬電路的集成規(guī)模,而且具有可編程、靈活、易于附加功能、設(shè)計(jì)周期短、對(duì)噪聲和制造工藝誤差的抗擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),因而大多數(shù)復(fù)雜系統(tǒng)以數(shù)字信號(hào)處理和數(shù)字電路為核心已成為必然的趨勢(shì)。雖然如此,模擬電路仍然是電子系統(tǒng)中非常重要的組成部分。這是因?yàn)槲覀兘佑|到的外部世界的物理量主要都是模擬量,比如圖像、聲音、壓力、溫度、濕度、重量等,要將它們變換為數(shù)字信號(hào),需要模擬信號(hào)處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路,如果這些電路性能不夠高,將會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。其次,系統(tǒng)中的許多功能不可能或很難用數(shù)字電路完成,如微弱信號(hào)放大,很高頻率和寬頻帶信號(hào)的實(shí)時(shí)處理等。因此,雖然模擬電路在系統(tǒng)中不再是核心,但作為固有的模擬世界與數(shù)字系統(tǒng)的接口,其地位和作用仍然十分重要。 片上系統(tǒng)要求將數(shù)字電路和模擬電路集成在一個(gè)芯片上,這希望模擬電路使用與數(shù)字電路相同的制造工藝。隨著MOS器件的線寬不斷減小,使MOS器件的性能不斷提高,MOS數(shù)字電路成為數(shù)字集成電路的主流,并因此促進(jìn)了MOS模擬集成電路的迅速發(fā)展。為了適應(yīng)電子系統(tǒng)功能的不斷擴(kuò)展和性能的不斷提高,對(duì)模擬電路在降低電源電壓、提高工作頻率、擴(kuò)大線性工作范圍和提高性能指標(biāo)的精度和穩(wěn)定度等方面提出更高要求,促進(jìn)了新電路技術(shù)的發(fā)展。 作為研究生課程的教材,本書(shū)內(nèi)容是在本科相關(guān)課程基礎(chǔ)上的深化和擴(kuò)展,同時(shí)涉及實(shí)際設(shè)計(jì)中需要考慮的一些問(wèn)題,重點(diǎn)介紹具有高工作頻率、低電源電壓和高工作穩(wěn)定性的新電路技術(shù)和在電子系統(tǒng)中占有重要地位的功能電路及其中的新技術(shù)。全書(shū)共7章,大致可分為三個(gè)部分。第一部分包括第1章和第7章。第1章為MOS模擬集成電路基礎(chǔ),比較全面地介紹MOS器件的工作原理和特性以及由MOS器件構(gòu)成的基本單元電路,為學(xué)習(xí)本教材其他內(nèi)容提供必要的知識(shí)。由于版圖設(shè)計(jì)與工藝參數(shù)對(duì)模擬集成電路性能的影響很大,因此第7章簡(jiǎn)單介紹制造MOS模擬集成電路的CMOS工藝過(guò)程和版圖設(shè)計(jì)技術(shù),讀者可以通過(guò)對(duì)該章所介紹的相關(guān)背景知識(shí)的了解,更深入地理解MOS器件和電路的特性,有助于更好地完成模擬集成電路的可實(shí)現(xiàn)性設(shè)計(jì)。第二部分為新電路技術(shù),由第2章、第3章和第5章的部分組成,包括近年來(lái)逐步獲得廣泛應(yīng)用的電流模電路、抽樣數(shù)據(jù)電路和對(duì)數(shù)域電路,它們?cè)谔岣吖ぷ黝l率、降低電源電壓、擴(kuò)大線性工作范圍和提高性能指標(biāo)的精度和穩(wěn)定度方面具有明顯的潛力,同時(shí)它們也引入了一些模擬電路的新概念。這些內(nèi)容有助于讀者開(kāi)拓提高電路性能方面的思路。第2章介紹電流模電路的工作原理、特點(diǎn)和典型電路。與傳統(tǒng)的以電壓作為信號(hào)載體的電路不同,這是一種以電流作為信號(hào)載體的電路,雖然在電路中電壓和電流總是共同存在并相互作用的,但由于信號(hào)載體不同,不僅電路性能不同而且電路結(jié)構(gòu)也不同。第3章介紹抽樣數(shù)據(jù)電路的特點(diǎn)和開(kāi)關(guān)電容與開(kāi)關(guān)電流電路的工作原理、分析方法與典型電路。抽樣數(shù)據(jù)電路類(lèi)似于數(shù)字電路,處理的是時(shí)間離散信號(hào),又類(lèi)似于模擬電路,處理的是幅度連續(xù)信號(hào),它比模擬電路具有穩(wěn)定準(zhǔn)確的時(shí)間常數(shù),解決了模擬電路實(shí)際應(yīng)用中的一大障礙。對(duì)數(shù)域電路在第5章中結(jié)合其在濾波器中的應(yīng)用介紹,這類(lèi)電路除具有良好的電性能外,還提出了一種利用器件的非線性特性實(shí)現(xiàn)線性電路的新思路。第三部分介紹幾個(gè)模擬電路的功能模塊,它們是電子系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分,并且與信號(hào)和信號(hào)處理聯(lián)系密切,有助于在信號(hào)和電路間形成整體觀念。這部分包括第4章至第6章。第4章介紹數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路的技術(shù)指標(biāo)和高精度與高速度轉(zhuǎn)換電路的構(gòu)成、工作原理、特點(diǎn)和典型電路。第5章介紹模擬集成濾波器的設(shè)計(jì)方法和主要類(lèi)型,包括連續(xù)時(shí)間濾波器、對(duì)數(shù)域?yàn)V波器和抽樣數(shù)據(jù)濾波器。第6章介紹通信系統(tǒng)中的收發(fā)器與射頻前端電路,包括收信器、發(fā)信器的技術(shù)指標(biāo)、結(jié)構(gòu)和典型電路。因?yàn)檩d波通信系統(tǒng)傳輸?shù)氖悄M信號(hào),射頻前端電路的性能對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)有直接的影響,所以射頻集成電路已成為重要的研究課題。 〖〗高等模擬集成電路〖〗〖〗前言〖〗〖〗本書(shū)是在為研究生開(kāi)設(shè)的“高等模擬集成電路”課程講義的基礎(chǔ)上整理而成,由董在望主編,第1、4、7章由李冬梅編寫(xiě),第6章由王志華編寫(xiě),第5章由李永明和董在望編寫(xiě),第2、3章由董在望編寫(xiě),李國(guó)林參加了部分章節(jié)的校核工作。 本書(shū)可作為信息與通信工程和電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)科相關(guān)課程的研究生教材或教學(xué)參考書(shū),也可作為本科教學(xué)參考書(shū)或選修課教材和供相關(guān)專(zhuān)業(yè)的工程技術(shù)人員參考。 清華大學(xué)出版社多位編輯為本書(shū)的出版做了卓有成效的工作,深致謝意。 限于編者水平,難免有錯(cuò)誤和疏漏之處,歡迎批評(píng)指正。 目錄 1.1MOS器件基礎(chǔ)及器件模型 1.1.1結(jié)構(gòu)及工作原理 1.1.2襯底調(diào)制效應(yīng) 1.1.3小信號(hào)模型 1.1.4亞閾區(qū)效應(yīng) 1.1.5短溝效應(yīng) 1.1.6SPICE模型 1.2基本放大電路 1.2.1共源(CS)放大電路 1.2.2共漏(CD)放大電路 1.2.3共柵(CG)放大電路 1.2.4共源共柵(CSCG)放大電路 1.2.5差分放大電路 1.3電流源電路 1.3.1二極管連接的MOS器件 1.3.2基本鏡像電流源 1.3.3威爾遜電流源 1.3.4共源共柵電流源 1.3.5有源負(fù)載放大電路 1.4運(yùn)算放大器 1.4.1運(yùn)算放大器的主要參數(shù) 1.4.2單級(jí)運(yùn)算放大器 1.4.3兩級(jí)運(yùn)算放大器 1.4.4共模反饋(CMFB) 1.4.5運(yùn)算放大器的頻率補(bǔ)償 1.5模擬開(kāi)關(guān) 1.5.1導(dǎo)通電阻 1.5.2電荷注入與時(shí)鐘饋通 1.6帶隙基準(zhǔn)電壓源 1.6.1工作原理 1.6.2與CMOS工藝兼容的帶隙基準(zhǔn)電壓源 思考題 2電流模電路 2.1概述 2.1.1電流模電路的概念 2.1.2電流模電路的特點(diǎn) 2.2基本電流模電路 2.2.1電流鏡電路 2.2.2電流放大器 2.2.3電流模積分器 2.3電流模功能電路 2.3.1跨導(dǎo)線性電路 2.3.2電流傳輸器 2.4從電壓模電路變換到電流模電路 2.5電流模電路中的非理想效應(yīng) 2.5.1MOSFET之間的失配 2.5.2寄生電容對(duì)頻率特性的影響 思考題 3抽樣數(shù)據(jù)電路 3.1開(kāi)關(guān)電容電路和開(kāi)關(guān)電流電路的基本分析方法 3.1.1開(kāi)關(guān)電容電路的時(shí)域分析 3.1.2開(kāi)關(guān)電流電路的時(shí)域分析 3.1.3抽樣數(shù)據(jù)電路的頻域分析 3.2開(kāi)關(guān)電容電路 3.2.1開(kāi)關(guān)電容單元電路 3.2.2開(kāi)關(guān)電容電路的特點(diǎn) 3.2.3非理想因素的影響 3.3開(kāi)關(guān)電流電路 3.3.1開(kāi)關(guān)電流單元電路 3.3.2開(kāi)關(guān)電流電路的特點(diǎn) 3.3.3非理想因素的影響 思考題 4A/D轉(zhuǎn)換器與D/A轉(zhuǎn)換器 4.1概述 4.1.1電子系統(tǒng)中的A/D與D/A轉(zhuǎn)換 4.1.2A/D與D/A轉(zhuǎn)換器的基本原理 4.1.3A/D與D/A轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo) 4.1.4A/D與D/A轉(zhuǎn)換器的分類(lèi) 4.1.5A/D與D/A轉(zhuǎn)換器中常用的數(shù)碼類(lèi)型 4.2高速A/D轉(zhuǎn)換器 4.2.1全并行結(jié)構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器 4.2.2兩步結(jié)構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器 4.2.3插值與折疊結(jié)構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器 4.2.4流水線結(jié)構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器 4.2.5交織結(jié)構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器 4.3高精度A/D轉(zhuǎn)換器 4.3.1逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器 4.3.2雙斜率積分型A/D轉(zhuǎn)換器 4.3.3過(guò)采樣ΣΔA/D轉(zhuǎn)換器 4.4D/A轉(zhuǎn)換器 4.4.1電阻型D/A轉(zhuǎn)換器 4.4.2電流型D/A轉(zhuǎn)換器 4.4.3電容型D/A轉(zhuǎn)換器 思考題 5集成濾波器 5.1引言 5.1.1濾波器的數(shù)學(xué)描述 5.1.2濾波器的頻率特性 5.1.3濾波器設(shè)計(jì)的逼近方法 5.2連續(xù)時(shí)間濾波器 5.2.1連續(xù)時(shí)間濾波器的設(shè)計(jì)方法 5.2.2跨導(dǎo)電容(GmC)連續(xù)時(shí)間濾波器 5.2.3連續(xù)時(shí)間濾波器的片上自動(dòng)調(diào)節(jié)電路 5.3對(duì)數(shù)域?yàn)V波器 5.3.1對(duì)數(shù)域電路概念及其特點(diǎn) 5.3.2對(duì)數(shù)域電路基本單元 5.3.3對(duì)數(shù)域?yàn)V波器 5.4抽樣數(shù)據(jù)濾波器 5.4.1設(shè)計(jì)方法 5.4.2SZ域映射 5.4.3開(kāi)關(guān)電容電路轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)電流電路的方法 思考題 6收發(fā)器與射頻前端電路 6.1通信系統(tǒng)中的射頻收發(fā)器 6.2集成收信器 6.2.1外差式接收與鏡像信號(hào) 6.2.2復(fù)數(shù)信號(hào)處理 6.2.3收信器前端結(jié)構(gòu) 6.3集成發(fā)信器 6.3.1上變換器 6.3.2發(fā)信器結(jié)構(gòu) 6.4收發(fā)器的技術(shù)指標(biāo) 6.4.1噪聲性能 6.4.2靈敏度 6.4.3失真特性與線性度 6.4.4動(dòng)態(tài)范圍 6.5射頻電路設(shè)計(jì) 6.5.1晶體管模型與參數(shù) 6.5.2噪聲 6.5.3集成無(wú)源器件 6.5.4低噪聲放大器 6.5.5混頻器 6.5.6頻率綜合器 6.5.7功率放大器 思考題 7CMOS集成電路制造工藝及版圖設(shè)計(jì) 7.1集成電路制造工藝簡(jiǎn)介 7.1.1單晶生長(zhǎng)與襯底制備 7.1.2光刻 7.1.3氧化 7.1.4擴(kuò)散及離子注入 7.1.5化學(xué)氣相淀積(CVD) 7.1.6接觸與互連 7.2CMOS工藝流程與集成電路中的元件 7.2.1硅柵CMOS工藝流程 7.2.2CMOS集成電路中的無(wú)源元件 7.2.3CMOS集成電路中的寄生效應(yīng) 7.3版圖設(shè)計(jì) 7.3.1硅柵CMOS集成電路的版圖構(gòu)成 7.3.2版圖設(shè)計(jì)規(guī)則 7.3.3CMOS版圖設(shè)計(jì)技術(shù) 思考題
標(biāo)簽: 模擬集成電路
上傳時(shí)間: 2013-11-13
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第二部分:DRAM 內(nèi)存模塊的設(shè)計(jì)技術(shù)..............................................................143第一章 SDR 和DDR 內(nèi)存的比較..........................................................................143第二章 內(nèi)存模塊的疊層設(shè)計(jì).............................................................................145第三章 內(nèi)存模塊的時(shí)序要求.............................................................................1493.1 無(wú)緩沖(Unbuffered)內(nèi)存模塊的時(shí)序分析.......................................1493.2 帶寄存器(Registered)的內(nèi)存模塊時(shí)序分析...................................154第四章 內(nèi)存模塊信號(hào)設(shè)計(jì).................................................................................1594.1 時(shí)鐘信號(hào)的設(shè)計(jì).......................................................................................1594.2 CS 及CKE 信號(hào)的設(shè)計(jì)..............................................................................1624.3 地址和控制線的設(shè)計(jì)...............................................................................1634.4 數(shù)據(jù)信號(hào)線的設(shè)計(jì)...................................................................................1664.5 電源,參考電壓Vref 及去耦電容.........................................................169第五章 內(nèi)存模塊的功耗計(jì)算.............................................................................172第六章 實(shí)際設(shè)計(jì)案例分析.................................................................................178 目前比較流行的內(nèi)存模塊主要是這三種:SDR,DDR,RAMBUS。其中,RAMBUS內(nèi)存采用阻抗受控制的串行連接技術(shù),在這里我們將不做進(jìn)一步探討,本文所總結(jié)的內(nèi)存設(shè)計(jì)技術(shù)就是針對(duì)SDRAM 而言(包括SDR 和DDR)。現(xiàn)在我們來(lái)簡(jiǎn)單地比較一下SDR 和DDR,它們都被稱(chēng)為同步動(dòng)態(tài)內(nèi)存,其核心技術(shù)是一樣的。只是DDR 在某些功能上進(jìn)行了改進(jìn),所以DDR 有時(shí)也被稱(chēng)為SDRAM II。DDR 的全稱(chēng)是Double Data Rate,也就是雙倍的數(shù)據(jù)傳輸率,但是其時(shí)鐘頻率沒(méi)有增加,只是在時(shí)鐘的上升和下降沿都可以用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)操作。對(duì)于SDR 來(lái)說(shuō),市面上常見(jiàn)的模塊主要有PC100/PC133/PC166,而相應(yīng)的DDR內(nèi)存則為DDR200(PC1600)/DDR266(PC2100)/DDR333(PC2700)。
標(biāo)簽: DRAM 內(nèi)存模塊 設(shè)計(jì)技術(shù)
上傳時(shí)間: 2014-01-13
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摘 要:根據(jù)新型LCL諧振軟開(kāi)關(guān)弧焊逆變電源主電路原理,對(duì)這種弧焊電源進(jìn)行了設(shè)計(jì),并對(duì)電路中主要參數(shù)予以了確定。其內(nèi)容包括:逆變電源輸出電流Io及空載電壓的計(jì)算、串聯(lián)諧振電感Ls、電容Cs的參數(shù)選擇、IGBT緩沖電容的參數(shù)選擇。根據(jù)設(shè)計(jì)的電源參數(shù),對(duì)研制的焊接電源進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)表明,該電源能夠較好地實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)。從而證明該設(shè)計(jì)是合理的、有效的。關(guān)鍵詞:諧振軟開(kāi)關(guān);弧焊逆變;電源設(shè)計(jì);參數(shù)選擇
標(biāo)簽: 軟開(kāi)關(guān) 弧焊電源 參數(shù)
上傳時(shí)間: 2013-11-16
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課程的教學(xué)目標(biāo)與任務(wù) 本課程的教學(xué)目標(biāo)主要以Infineon C167-CS單片機(jī)為例介紹XC166系列單片機(jī)的體系結(jié)構(gòu)和軟/硬件開(kāi)發(fā)環(huán)境,通過(guò)幾個(gè)典型的實(shí)驗(yàn),使大家初步掌握XC166系列單片機(jī)的硬件構(gòu)成、軟件開(kāi)發(fā)以及系統(tǒng)的綜合調(diào)試方法。
標(biāo)簽: Infineon 單片機(jī)實(shí)驗(yàn) 教學(xué)大綱
上傳時(shí)間: 2013-10-09
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概述 CH341是一個(gè)USB總線的轉(zhuǎn)接芯片,通過(guò)USB 總線提供異步串口、打印口、并口以及常用的 2線和4線等同步串行接口。 在異步串口方式下,CH341提供串口發(fā)送使能、串口接收就緒等交互式的速率控制信號(hào)以及常用的MODEM聯(lián)絡(luò)信號(hào),用于將普通的串口設(shè)備直接升級(jí)到 USB 總線。 在打印口方式下,CH341提供了兼容USB相關(guān)規(guī)范和 Windows操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn) USB打印口,用于將普通的并口打印機(jī)直接升級(jí)到USB總線。 在并口方式下,CH341提供了EPP方式或MEM方式及 BUS擴(kuò)展方式的 8位并行接口,用于在不需要單片機(jī)/DSP/MCU 的環(huán)境下,直接輸入輸出數(shù)據(jù)。 除此之外,CH341A 芯片還支持一些常用的同步串行接口,例如 2 線接口(SCL 線、SDA 線)和 4線接口(CS線、CLK線、DIN線、DOUT線)等。
上傳時(shí)間: 2014-12-27
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基于HT49的MCU控制HT93LC46的讀寫(xiě) HT93LC46EEPROM 是Holtek 制造的1K 位系列的EEPROM(電子可擦除只讀存儲(chǔ)器),一般它用于微控制器的固定數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。在本文中,我們將以Holtek 公司8 位微控制器HT49 系列為例,介紹該芯片常用的操作功能代碼。用戶只需把代碼加到程序中,并且在使用HT93LC46 之前將引腳CS/SK/DI/DO 連接即可。
上傳時(shí)間: 2013-11-02
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HT48 HT46 MCU與HT93LC46 EEPROM的通信文件編碼:HA0003s介紹:HT93LC46EEPROM 是Holtek 制造的1K 位系列的EEPROM(電可擦除只讀存儲(chǔ)器),一般它用于微控制器的固定數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。在本文中,我們將以Holtek 公司8 位微控制器為例,介紹該芯片常用的操作功能代碼。用戶只需把代碼加到程序中,并且在使用HT93LC46 之前將引腳CS/SK/DI/DO連接即可。
上傳時(shí)間: 2013-11-11
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The CAT25128 is a 128−Kb Serial CMOS EEPROM device internally organized as 16Kx8 bits. This features a 64−byte page write buffer and supports the Serial Peripheral Interface (SPI) protocol. The device is enabled through a Chip Select (CS) input. In addition, the required bus signals are clock input (SCK), data input (SI) and data output (SO) lines. The HOLD input may be used to pause any serial communication with the CAT25128 device. The device featuressoftware and hardware write protection, including partial as well as full array protection.
標(biāo)簽: 25128 EEPRO CMOS CAT
上傳時(shí)間: 2013-11-15
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高性能可編程DMA控制接口82C37A-54.1 概述對(duì)象實(shí)體:直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)(DMA)控制接口芯片82C37A-5芯片的特點(diǎn):1、管腳引線與NMOS 8237A-5兼容。2、允許/禁止單獨(dú)DMA請(qǐng)求控制。3、頻率從0~5MHz區(qū)間全靜態(tài)設(shè)計(jì)。4、低電平操作。 5、4個(gè)各自獨(dú)立的DMA通道并獨(dú)立的進(jìn)行初始化。6、存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器之間傳送。7、存儲(chǔ)器模塊初始化處理。8、地址的增量和減量。9、傳送速率可達(dá)1.6MB/s.10、可直接擴(kuò)展成任意數(shù)量的通道。11 、終止傳送的過(guò)程即輸入結(jié)束。12、軟件請(qǐng)求。13、獨(dú)立信號(hào)DREQ和信號(hào)DACK的極性控制。4.2 82C37A-5的體系結(jié)構(gòu)4.2.1 基本結(jié)構(gòu)描述1. 82C37A-5內(nèi)部配備了規(guī)模為344位的內(nèi)部存儲(chǔ)器,它是以寄存器的形式出現(xiàn)的。2. 配有3個(gè)基本的控制模塊: (1)定時(shí)及控制模塊; (2)優(yōu)先級(jí)編碼及循環(huán)優(yōu)先級(jí)控制模塊;(3)命令控制模塊; 3. 12個(gè)不同類(lèi)型的寄存器 。圖 4-1 82C37A-5結(jié)構(gòu)圖EOP# A0~A3RESETCS#. IOW# DREQ0~DREQ3HLDAHRQ DB0~DB7DACK0~DACK3
上傳時(shí)間: 2013-10-21
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PC機(jī)之間串口通信的實(shí)現(xiàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?nbsp;1.熟悉微機(jī)接口實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)和使用方法。 2.掌握通信接口芯片8251和8250的功能和使用方法。 3.學(xué)會(huì)串行通信程序的編制方法。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求 1.基本要求主機(jī)接收開(kāi)關(guān)量輸入的數(shù)據(jù)(二進(jìn)制或十六進(jìn)制),從鍵盤(pán)上按“傳輸”鍵(可自行定義),就將該數(shù)據(jù)通過(guò)8251A傳輸出去。終端接收后在顯示器上顯示數(shù)據(jù)。具體操作說(shuō)明如下:(1)出現(xiàn)提示信息“start with R in the board!”,通過(guò)調(diào)整乒乓開(kāi)關(guān)的狀態(tài),設(shè)置8位數(shù)據(jù);(2)在小鍵盤(pán)上按“R”鍵,系統(tǒng)將此時(shí)乒乓開(kāi)關(guān)的狀態(tài)讀入計(jì)算機(jī)I中,并顯示出來(lái),同時(shí)顯示經(jīng)串行通訊后,計(jì)算機(jī)II接收到的數(shù)據(jù);(3)完成后,系統(tǒng)提示“do you want to send another data? Y/N”,根據(jù)用戶需要,在鍵盤(pán)按下“Y”鍵,則重復(fù)步驟(1),進(jìn)行另一數(shù)據(jù)的通訊;在鍵盤(pán)按除“Y”鍵外的任意鍵,將退出本程序。2.提高要求 能夠進(jìn)行出錯(cuò)處理,例如采用奇偶校驗(yàn),出錯(cuò)重傳或者采用接收方回傳和發(fā)送方確認(rèn)來(lái)保證發(fā)送和接收正確。 三、設(shè)計(jì)報(bào)告要求 1.設(shè)計(jì)目的和內(nèi)容 2.總體設(shè)計(jì) 3.硬件設(shè)計(jì):原理圖(接線圖)及簡(jiǎn)要說(shuō)明 4.軟件設(shè)計(jì)框圖及程序清單5.設(shè)計(jì)結(jié)果和體會(huì)(包括遇到的問(wèn)題及解決的方法) 四、8251A通用串行輸入/輸出接口芯片由于CPU與接口之間按并行方式傳輸,接口與外設(shè)之間按串行方式傳輸,因此,在串行接口中,必須要有“接收移位寄存器”(串→并)和“發(fā)送移位寄存器”(并→串)。能夠完成上述“串←→并”轉(zhuǎn)換功能的電路,通常稱(chēng)為“通用異步收發(fā)器”(UART:Universal Asynchronous Receiver and Transmitter),典型的芯片有:Intel 8250/8251。8251A異步工作方式:如果8251A編程為異步方式,在需要發(fā)送字符時(shí),必須首先設(shè)置TXEN和CTS#為有效狀態(tài),TXEN(Transmitter Enable)是允許發(fā)送信號(hào),是命令寄存器中的一位;CTS#(Clear To Send)是由外設(shè)發(fā)來(lái)的對(duì)CPU請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)的響應(yīng)信號(hào)。然后就開(kāi)始發(fā)送過(guò)程。在發(fā)送時(shí),每當(dāng)CPU送往發(fā)送緩沖器一個(gè)字符,發(fā)送器自動(dòng)為這個(gè)字符加上1個(gè)起始位,并且按照編程要求加上奇/偶校驗(yàn)位以及1個(gè)、1.5個(gè)或者2個(gè)停止位。串行數(shù)據(jù)以起始位開(kāi)始,接著是最低有效數(shù)據(jù)位,最高有效位的后面是奇/偶校驗(yàn)位,然后是停止位。按位發(fā)送的數(shù)據(jù)是以發(fā)送時(shí)鐘TXC的下降沿同步的,也就是說(shuō)這些數(shù)據(jù)總是在發(fā)送時(shí)鐘TXC的下降沿從8251A發(fā)出。數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈嗜Q于編程時(shí)指定的波特率因子,為發(fā)送器時(shí)鐘頻率的1、1/16或1/64。當(dāng)波特率指定為16時(shí),數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈示褪前l(fā)送器時(shí)鐘頻率的1/16。CPU通過(guò)數(shù)據(jù)總線將數(shù)據(jù)送到8251A的數(shù)據(jù)輸出緩沖寄存器以后,再傳輸?shù)桨l(fā)送緩沖器,經(jīng)移位寄存器移位,將并行數(shù)據(jù)變?yōu)榇袛?shù)據(jù),從TxD端送往外部設(shè)備。在8251A接收字符時(shí),命令寄存器的接收允許位RxE(Receiver Enable)必須為1。8251A通過(guò)檢測(cè)RxD引腳上的低電平來(lái)準(zhǔn)備接收字符,在沒(méi)有字符傳送時(shí)RxD端為高電平。8251A不斷地檢測(cè)RxD引腳,從RxD端上檢測(cè)到低電平以后,便認(rèn)為是串行數(shù)據(jù)的起始位,并且啟動(dòng)接收控制電路中的一個(gè)計(jì)數(shù)器來(lái)進(jìn)行計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)器的頻率等于接收器時(shí)鐘頻率。計(jì)數(shù)器是作為接收器采樣定時(shí),當(dāng)計(jì)數(shù)到相當(dāng)于半個(gè)數(shù)位的傳輸時(shí)間時(shí)再次對(duì)RxD端進(jìn)行采樣,如果仍為低電平,則確認(rèn)該數(shù)位是一個(gè)有效的起始位。若傳輸一個(gè)字符需要16個(gè)時(shí)鐘,那么就是要在計(jì)數(shù)8個(gè)時(shí)鐘后采樣到低電平。之后,8251A每隔一個(gè)數(shù)位的傳輸時(shí)間對(duì)RxD端采樣一次,依次確定串行數(shù)據(jù)位的值。串行數(shù)據(jù)位順序進(jìn)入接收移位寄存器,通過(guò)校驗(yàn)并除去停止位,變成并行數(shù)據(jù)以后通過(guò)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線送入接收緩沖器,此時(shí)發(fā)出有效狀態(tài)的RxRDY信號(hào)通知CPU,通知CPU8251A已經(jīng)收到一個(gè)有效的數(shù)據(jù)。一個(gè)字符對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)可以是5~8位。如果一個(gè)字符對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)不到8位,8251A會(huì)在移位轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)的時(shí)候,自動(dòng)把他們的高位補(bǔ)成0。 五、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求,對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體方案進(jìn)行論證分析如下:1.獲取8位開(kāi)關(guān)量可使用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的8255A可編程并行接口芯片,因?yàn)橹灰@取8位數(shù)據(jù)量,只需使用基本輸入和8位數(shù)據(jù)線,所以將8255A工作在方式0,PA0-PA7接實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的8位開(kāi)關(guān)量。2.當(dāng)使用串口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí),雖然同步通信速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于異步通信,可達(dá)500kbit/s,但由于其需要有一個(gè)時(shí)鐘來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)送端和接收端之間的同步,硬件電路復(fù)雜,通常計(jì)算機(jī)之間的通信只采用異步通信。3.由于8251A本身沒(méi)有時(shí)鐘,需要外部提供,所以本設(shè)計(jì)中使用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的8253芯片的計(jì)數(shù)器2來(lái)實(shí)現(xiàn)。4:顯示和鍵盤(pán)輸入均使用DOS功能調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)思路框圖,如下圖所示: 六、硬件設(shè)計(jì)硬件電路主要分為8位開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)獲取電路,串行通信數(shù)據(jù)發(fā)送電路,串行通信數(shù)據(jù)接收電路三個(gè)部分。1.8位開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)獲取電路該電路主要是利用8255并行接口讀取8位乒乓開(kāi)關(guān)的數(shù)據(jù)。此次設(shè)計(jì)在獲取8位開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)量時(shí)采用8255令其工作在方式0,A口輸入8位數(shù)據(jù),CS#接實(shí)驗(yàn)臺(tái)上CS1口,對(duì)應(yīng)端口為280H-283H,PA0-PA7接8個(gè)開(kāi)關(guān)。2.串行通信電路串行通信電路本設(shè)計(jì)中8253主要為8251充當(dāng)頻率發(fā)生器,接線如下圖所示。
上傳時(shí)間: 2013-12-19
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