1、使用構成數據采集處理系統        摘要：使用公司系列中的構成了一個數據采集處理系統，介紹了系統的結構、性能、工作流程及設計的注意事項。   關鍵詞： 數據采集處理     近年來，隨著技術的普及，一大批低價格、高性能芯片的出現，越來越多的電子工程技術人員開始使用來進行系統設計。本文以公司系列中的為例，構成一種數據采集處理系統。文中詳細地分析了系統的結構、設計的注意事項、接口的工作原理與連接方法、系統的工作流程以及軟件編制中的注意事項。 結構及應用是公司系列中的

2、一種，系列共有的特點如下：·改進的哈佛結構，包含一條程序總線，三條數據總線和四條地址總線·高度并行的和針對應用優化的硬件·針對算法和高級語言優化的指令集·先進的技術使其既高性能又低功耗系列內部硬件功能塊如圖所示。其中，有：算數邏輯單元（）；兩個累加器和；×乘加單元（，可作級運算而不必考慮溢出；計算、選擇、存儲單元（），特別適合等算法；桶型移位寄存器；片上雙存取，每機器周期可存取兩次；片上單存取，可同時訪問兩塊片上存儲區；片上外圍接口，包括串口、定時器、接口等。自身特點如下：·單周期定點指令執行時間，供電· 片上雙存取

3、3; 程序， 數據， 存儲空間· 接口，可通過此接口方便地與主設備進行信息交換，主設備也可通過此接口下載程序·一個自動緩沖的串口和一個串口，且都可用作標準同步串口此外，系列可使用接口進行調試，可完全控制上的所有資源，使用方便可靠。 系統結構由構成的數據采集處理系統的結構如圖所示，以為中心，帶有程序，數據，并通過×的將數據送到，×的將采集的數據送到。與主機通過接口進行數據交換。對、的控制，所需各種狀態信息的獲取，以及與主機的其它一些聯系，都通過和來實現。系列關鍵的外部接口信號如下：·，地址總線·，數據總線·，外部存儲器存取閘&

4、#183;，存取閘·，讀寫信號·，程序空間選擇·，數據空間選擇·，空間選擇·，數據準備好此外，還有、等，本系統未用。 存儲器控制程序存儲器和數據存儲器各使用一片×的，為了使對外存的操作盡量快，其速度等級為。使用作程序存儲器的片選，作數據存儲器的片選，而兩片存儲器的讀寫信號如下：（） （）（） （）出于高速的需要，采用了公司的生成邏輯（）。管腳至管腳的延遲為，內部有個宏單元，可用管腳個，可在線編程，使用起來有很多優點。通過這些措施，系統可零等待地存取程序和數據，也就是說，存儲器讀可達×，寫可達×。 控制用于的寫和的讀

5、都由產生，其邏輯方程為：（） （） ）（） ）其中，指的為零。由兩片容量×、速度的構成，亦如此。由于控制信號的低延遲和的高速，對的存取也達到了零等待，即：使用或指令時，可達×。 和控制轉換器負責將外部模擬信號變換成可處理的數字量，是進行處理的基礎，在系統中具有十分重要的地位，采用的是采樣率、分辨率的，如果需要，可在不改板的情況下換成或采樣率的。而則將生成的數字信號變成模擬量，完成信號的輸出或對系統其他部分的控制，采用了速度的。和的控制信號如下：·和，分別是轉換器和轉換器的時鐘·，將轉換的數據寫入·，從讀出數據以供轉換·和，用于的清零和

6、重傳·和，用于的清零和重傳此六個信號都由產生，采用的是公司的，速度為，有個宏單元，可在線編程，因而有較高的靈活性。使用的晶振為提供時鐘，由通過口向寫入數據以控制和的開關和頻率，并以寫的方式產生的清零和重傳信號。 和的應用由以上介紹可以看出，整個系統的邏輯都由和產生。此外，它還有以下功能：·的所有狀態信號，系統外部送入的各種控制和狀態信號，都送入了，可由通過方式讀取·的四個外部中斷、中斷都連至，可通過口實時控制哪個信號接入哪個中斷，具有較大的靈活性·的通用管腳和連至，可以查詢方式快速響應外部信號·主機對的復位和其它一些特征的控制，對的某些信息的讀

7、取·對其它一些外圍電路的控制由于在硬件設計時，對實際應用的要求并不能完全了解，因此需要使系統有足夠的冗余和靈活性，使用可以達到這一要求。通過將可能需要的各種控制和狀態信號引入，并利用的大容量和現場可編程性，可根據不同的要求進行現場修改，從而使系統設計的成功率更大，并且有很大的靈活性。系統中使用了兩片，而沒有用一片大容量的代替，是出于系統性能的考慮。因為存儲器和的讀寫信號需要較低的延遲才可滿足零等待的要求，而大容量的延遲大且價格高，因而用滿足系統對速度的要求，而用滿足系統復雜邏輯對容量的要求。 接口可使用（ 接口方便地與主設備或主處理器交換數據，而幾乎不需增加額外的器件。對主頻的而言，

8、通信速度最快可達。而且系列通過某種連線方式，可利用接口下載程序，從而使系統具有更大的靈活性。接口的框圖如圖所示，有（地址寄存器）、（數據寄存器）、（控制寄存器）三個寄存器，主設備就是通過這些專用寄存器與通信。在的內部中，有字屬于存儲塊。系統框圖如圖所示，是位數據線，直接連到主設備的數據線上；為片選信號；和為數據鎖存信號，在主設備的存取周期控制數據的傳輸，一般連至主設備的數據選通；決定當前操作是讀還是寫，可根據主設備的具體情況決定與何種信號相連；用于主設備選擇存取的哪一個寄存器和對寄存器的存取類型，連至主設備的地址線；由于寄存器是位，而與主設備僅以位數據線相連，因而用決定當前存取的是一個字的第一

9、還是第二字節，連至主設備的地址線。對進行操作，首先要將控制字寫入，然后將要存取的地址寫入，最后存取，就可從存儲塊讀數或將數據寫入存儲塊。此外，還可選擇自動增加方式，將初始地址寫入后，可不再操作，每存取一次數據，地址都會自動加一，因而大大加快了存取速度。在本系統中，主設備是構成的嵌入式系統，與的連接如圖所示。由以上介紹可以看出，使用也可與機的總線方便地連接，用機作為主設備，通過機向下載程序完成各種功能。要使用下載程序，只需在復位時將程序通過接口寫入存儲塊從開始的存儲區，并在上電復位后的一段時間將管腳的信號引至管腳，在程序中檢測到后，就會自動跳轉至處開始執行。 系統工作流程及設計注意事項系統通過實

10、際測試，運行速度為，程序和數據存儲器、所有口都能全速運行，工作穩定可靠。其工作流程如下：（）根據要求編寫程序并調試通過。（）復位，并由主設備通過接口向下載程序。（）復位信號失效，在主設備的控制下開始工作。由于系統工作于較高的頻率下（為，外圍設備一般為，最高為），因而在系統設計中，必須注意高頻影響。首先，系統要盡量簡單，要選擇大容量、表面封裝的元器件，以使元件數量少、體積小，降低信號反射并有利于布線。其次，在設計板時，要采用四層板，中間兩層作電源和地，并多加一些去耦電容。布線時不可用度的拐彎，過孔要盡量少。數據和地址最好成組布線，以降低對其它信號的影響。一些關鍵的控制線，如存儲器讀寫信號和讀寫信號，最好在其兩邊加地線保護。特別是的讀寫信號，由于其對干擾特別敏感，要特別注意。對一些較長的引線，可串接一個的小電阻或加終端匹配以減小反射。 系列的軟件編程和調試系列的編程工具，有語言和匯編語言兩種，而匯編語言又有兩種指令集，一種叫記憶指令集（ ，類似的匯編語言；一種叫代數指令集（ ，類似于語言，使用起來比記憶指令集方便很多。實際應用中，一般都是和匯編混合編程，混合編程的方法，可查閱系列的手冊得