三線制同步串行通信控制器接口設(shè)計
2 三線制同步串行通信控制器接口結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.1 基于傳統(tǒng)設(shè)計的硬件電路接口實現(xiàn)
在三線制同步串行通信控制器接口的傳統(tǒng)硬件電路設(shè)計中,需使用多片元器件來實現(xiàn)其功能,包括:異步四位計數(shù)器、移位寄存器、8位D觸發(fā)器、與門、與非門和反相器等主要功能器件,接口電路原理圖在ProteI 99 SE中實現(xiàn)。
三線制同步串行通信控制器接收接口硬件電路如圖2所示。本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/157776.htm
從圖2中可看到,通過復(fù)位信號rst n、片選信號CS、門控信號strobe和讀寫信號RW等的不同組合,實現(xiàn)邏輯控制功能。通過異步四位計數(shù)器SN54HC161的計數(shù)功能,使得移位寄存器SN54HC164順利進行數(shù)據(jù)的串/并轉(zhuǎn)換,將8位并行數(shù)據(jù)通過8位D觸發(fā)器SN54HC374鎖存在內(nèi)部總線上等待系統(tǒng)接收。在輸出端,通過雙D觸發(fā)器SN54HC74產(chǎn)生中斷信號int,通知系統(tǒng)內(nèi)的微處理器進行數(shù)據(jù)接收操作。
三線制同步串行通信控制器發(fā)送接口硬件電路如圖3所示。
從圖3可知,系統(tǒng)時鐘start-clk通過分頻電路模塊產(chǎn)生發(fā)送時鐘原始信號code-clk,用于電路的時鐘狀態(tài)控制。系統(tǒng)內(nèi)的微處理器將要發(fā)送的8位并行數(shù)據(jù)通過8位D觸發(fā)器SN54HC377,將數(shù)據(jù)鎖存在其Q端口等待發(fā)送,然后在異步四位計數(shù)器SN54HC161的計數(shù)功能控制下,移位寄存器SN54HC165進行數(shù)據(jù)的并/串轉(zhuǎn)換操作。在輸出端,通過雙D觸發(fā)器SN54HC74產(chǎn)生中斷信號,然后開始通過單向總線驅(qū)動器SN54HC244進行幀同步信號、時鐘信號及數(shù)據(jù)的發(fā)送操作。
2.2 基于CPLD/FPGA的接口結(jié)構(gòu)設(shè)計
為解決傳統(tǒng)硬件電路元器件多,功耗大,體積大等缺點,利用CPLD/FPGA技術(shù),同時結(jié)合VHDL硬件描述語言設(shè)計三線制同步串行通信控制器接口已成為一種必然,結(jié)合三線制同步串行通信機理,設(shè)計出了基于CPLD/FPGA的三線制同步串行通信控制器接口內(nèi)部結(jié)構(gòu),其功能結(jié)構(gòu)如圖4所示。
整個三線制同步串行通信控制器接口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由時鐘分頻模塊、系統(tǒng)接口控制邏輯、數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊等四大模塊構(gòu)成。
時鐘分頻模塊主要用于數(shù)據(jù)收/發(fā)模塊產(chǎn)生同步時鐘信號。系統(tǒng)接口控制邏輯主要用于各種邏輯功能信號的控制,同時還可以接收_中斷仲裁邏輯模塊產(chǎn)生的中斷信號,控制數(shù)據(jù)的接收或者發(fā)送操作。數(shù)據(jù)接收模塊是三線制同步串行通信控制器接口進行數(shù)據(jù)接收的核心部分,其模塊結(jié)構(gòu)如圖5所示。
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