第2讲嵌入式系统外围硬件

第3章 嵌入式硬件平台

第3章 嵌入式硬件平台

第3章 嵌入式硬件平台

引 言 嵌入式系统的硬件除了核心部件——嵌 嵌 嵌入式系统的硬件除了核心部件 入式处理器外，还包括存储器系统、 入式处理器外，还包括存储器系统、外围接 口部件以及连接各种设备的总线系统。其中， 口部件以及连接各种设备的总线系统。其中， 存储器是嵌入式系统存放数据和程序的功能 部件， 部件，而外围设备则决定了应用于不同领域 的嵌入式系统的独特功能。 的嵌入式系统的独特功能。

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3.2 嵌入式硬件平台概述 嵌入式系统的硬件是以嵌入式处理器为 中心，由存储器、 单元电路 通信模块、 单元电路、 中心，由存储器、I/O单元电路、通信模块、 外部设备等必要的辅助接口组成的。 外部设备等必要的辅助接口组成的。

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嵌入式系统的硬件组成

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电源大多数嵌入式系统本身都有电源， 大多数嵌入式系统本身都有电源，且电源的供 电方式具有一种特定的电压范围。 电方式具有一种特定的电压范围。嵌入式系统中各 个单元的电压范围有四种： 个单元的电压范围有四种：5.0 ± 0.25 V、 、 3.3 ± 0.3 V、2.0 ± 0.2 V和1.5 ± 0.2 V。此外， 、 和 。此外， 嵌入式系统微控制器中的电可擦可编程只读存储器 (EEPROM)、RS-232串行接口，均需要提供 、 串行接口， 串行接口 12 ± 0.2 V的电压。 的电压。 的电压

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时钟 在嵌入式系统中， 在嵌入式系统中，处理器需要有一个时钟振荡 (clock oscillator)电路。时钟控制着 电路。 电路 时钟控制着CPU、系统定时 、 器和CPU机器周期的各种时序需求。 机器周期的各种时序需求。 器和 机器周期的各种时序需求 嵌入式系统通常为了节省电路， 嵌入式系统通常为了节省电路，把时钟电路集 成在嵌入式处理器上，外面只需要接晶体即可。 成在嵌入式处理器上，外面只需要接晶体即可。嵌 入式系统的时钟电路一般有以下几种形式：RC时 入式系统的时钟电路一般有以下几种形式： 时 钟、石英晶体、石英振荡器、锁相倍频时钟和多时 石英晶体、石英振荡器、 钟源。 钟源。

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复位 1.复位电路概述 . 嵌入式处理器的复位电路就是使处理器从起始 地址开始执行指令。 地址开始执行指令。这个起始地址是处理器程序计 数器(x86系列处理器中是指令指针和代码段寄存器 系列处理器中是指令指针和代码段寄存器) 数器 系列处理器中是指令指针和代码段寄存器 加电时的默认设置。处理器复位之后， 加

电时的默认设置。处理器复位之后，从存储器的 这个地址开始取程序指令。 这个地址开始取程序指令。

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2.阻容复位电路 .

第3章 嵌入式硬件平台 3.手动复位电路 . 手动复位电路一般配合自动复位电路工作。 手动复位电路一般配合自动复位电路工作。通常的处 理器复位比较方便的设计是阻容复位，有时为配合设计， 理器复位比较方便的设计是阻容复位，有时为配合设计， 增加了手动复位的功能。 增加了手动复位的功能。通常的设计是手动复位开关产生 的复位信号接在复位电路上， 的复位信号接在复位电路上，而不是直接接在处理器的复 位信号输入端上。 位信号输入端上。复位开关通过复位电路产生信号的优点 是信号的波形比较好，并且复位电路可以去掉开关的抖动。 是信号的波形比较好，并且复位电路可以去掉开关的抖动。

第3章 嵌入式硬件平台 4.专用复位电路 . 阻容复位电路的优点是成本低、电路简单， 阻容复位电路的优点是成本低、电路简单，但是功能 比较弱，而专用复位电路是一种专用的集成电路。 比较弱，而专用复位电路是一种专用的集成电路。由于嵌 入式处理器和智能芯片有的是高电平复位， 入式处理器和智能芯片有的是高电平复位，有的是低电平 复位， 复位，因此有的专用复位电路设计了两种复位信号的输出 端。 专用复位电路(如 公司的产品)把诸如电压监视 专用复位电路 如maxim公司的产品 把诸如电压监视、 公司的产品 把诸如电压监视、 电池监视等电路功能集成在一起，成为处理器监视电路。 电池监视等电路功能集成在一起，成为处理器监视电路。 所示为专用复位电路的功能图。 图3-29所示为专用复位电路的功能图。图中输出复位脉冲信 所示为专用复位电路的功能图 号Reset和Reset*,分别支持高电平复位和低电平复位，输 和 ，分别支持高电平复位和低电平复位， 入可外接复位开关。 入可外接复位开关。

第3章 嵌入式硬件平台 5.看门狗复位电路 . 如果嵌入式系统的工作环境比较恶劣， 如果嵌入式系统的工作环境比较恶劣，则处理器运行 过程中可能出现死机和跑飞的情况， 过程中可能出现死机和跑飞的情况，这时需要使处理器强 制复位。强制复位可以使用看门狗复位电路。 制复位。强制复位可以使用看门狗复位电路。 看门狗复位电路是一个定时设备， 看门狗复位电路是一个定时设备，会在事先定义超时 之后将系统复位。这个时间通常是配置好的， 之后将系统复位。这个时间通常是配置好的，看门狗定时 器在加电后的前几个时钟周期内被激活。 器在加电后的

前几个时钟周期内被激活。在许多嵌入式系 统中，通过看门狗定时器进行复位是最基本的要求。 统中，通过看门狗定时器进行复位是最基本的要求。当系 统产生错误或者程序中断之后，它会帮助恢复系统。 统产生错误或者程序中断之后，它会帮助恢复系统。重新 启动后，系统可以正常运行。 启动后，系统可以正常运行。大多数的微控制器都有片上 看门狗定时器。 看门狗定时器。

第3章 嵌入式硬件平台 6.软件复位电路 . 软件复位的方法是通过软件设置一个特殊功能寄存器 的相应位来完成控制器复位的，复位结构和硬件复位一样。 的相应位来完成控制器复位的，复位结构和硬件复位一样。 软件复位后, 程序从复位向量处开始运行。例如， 软件复位后 程序从复位向量处开始运行。例如， L87LPC76X系列在软件复位后，程序从0000H处开始运行。 系列在软件复位后，程序从 处开始运行。 系列在软件复位后 处开始运行 需要指出的是，嵌入式微控制器在软件复位后转入 需要指出的是，嵌入式微控制器在软件复位后转入0000H处 处 的指令与程序直接跳转到0000H处执行指令的结果是不同的。 处执行指令的结果是不同的。 的指令与程序直接跳转到 处执行指令的结果是不同的 软件复位后，控制器的其他寄存器也被初始化成复位状态； 软件复位后，控制器的其他寄存器也被初始化成复位状态； 而直接跳转到0000H处执行指令却不会初始化微控制器的硬 处执行指令却不会初始化微控制器的硬 而直接跳转到 件寄存器。 件寄存器。

第3章 嵌入式硬件平台 数转换器和数/模转换器 模/数转换器和数 模转换器 数转换器和数 模/数(A/D)转换器和数/模(D/A)转换器是非数字设备(即 模拟信号源)和嵌入式系统之间联系的接口。 D/A转换相对简单，转换器接口仅包括输入值，输入值 被连续转换成模拟信号。 A/D转换器是将连续变化的模拟信号转换为数字信号， 以便计算机和数字系统进行处理、存储、控制和显示。A/D 转换需要更复杂的电路，所以也需要更复杂的接口。A/D转 换在将模拟输入转换为数字形式前需要对模拟输入进行采样。 控制信号使得A/D转换器进行采样并将其数字化。

第3章 嵌入式硬件平台 2.ADC0809的引脚IN 3 IN 4 IN 5 IN 6 IN 7 START EOC D3 OE CLOCK V CC V RE …… 此处隐藏：1968字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……