基于PSD系列芯片的單片機(jī)電路設(shè)計

摘 要：現(xiàn)在，psd系列芯片的功能和優(yōu)點尚未被許多人所認(rèn)識，大多數(shù)人還習(xí)慣于用散件來構(gòu)造單片機(jī)外圍電路，這種思維方法必將隨著psd系列芯片的普及應(yīng)用而發(fā)生改變。
關(guān)鍵詞：psd單片機(jī)
內(nèi)容：
1、傳統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)的硬件構(gòu)成
　　對于傳統(tǒng)的工業(yè)控制單片機(jī)系統(tǒng)的硬件構(gòu)成來說，盡管典型的微控制器(如：8031，8098，90c32，z8，m68010，tms320cxx等)內(nèi)部已集成了計數(shù)器、小量的ram和rom以及有限的i/o能力，但大多數(shù)的微控制器仍需外加eprom、ram、i/o端口和存儲器空間譯碼邏輯，有時還需外加鎖存器對來自多路復(fù)用地址/數(shù)據(jù)總線的地址和數(shù)據(jù)進(jìn)行分離。電路的設(shè)計者不得不根據(jù)各自的需要來選用芯片構(gòu)成自己所要設(shè)計的電路，一旦電路設(shè)計完成，如果要進(jìn)行修改則比較麻煩，如果采用以psd系列芯片作為單片機(jī)的外圍芯片就可以使上述問題得到很好的解決。

2、采用psd芯片的單片機(jī)系統(tǒng)的硬件構(gòu)成
　wsi公司生產(chǎn)的一種高性能的現(xiàn)場可編程的微控制器外圍集成電路(psd)系列，將eprom、ram、pld、地址鎖存器和i/o口集成在單一的芯片上。隨著psd系列芯片的出現(xiàn)和發(fā)展，設(shè)計者不必再費盡心思地考慮需要哪些離散器件來構(gòu)成系統(tǒng)所需的存儲器、譯碼電路、端口和地址鎖存器了。這種芯片內(nèi)功能的高度集中，使得小型系統(tǒng)的組件可降低到只有兩個芯片：一片微控制器和一片psd芯片。這種硬件設(shè)計的二片方案，既可簡化電路設(shè)計，節(jié)省印制板空間，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，又可增加系統(tǒng)可靠性，降低產(chǎn)品功耗。當(dāng)然，對于較大的系統(tǒng)，可配置多個psd芯片，而不需要外加邏輯線路。將兩個或多個psd芯片通過水平級聯(lián)(以增加總線寬度)或垂直級聯(lián)(以增加子系統(tǒng)深度)，來增加該系統(tǒng)的存儲器空間、i/o端口和片選信號，用以達(dá)到系統(tǒng)所需的要求。

3、psd系列芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能簡介
　psd系列芯片(主要有psd3、psd4、psd5、psd6、psd8、psd100等)系列，目前最常用的是psd3和psd100系列芯片。
　psd3系列芯片的主要結(jié)構(gòu)和功能表現(xiàn)在以下幾個方面：　　(1)數(shù)據(jù)總線　psd3的數(shù)據(jù)總線為16位，通過配置，既可工作于8位，又可工作于16位；既可工作于地址/數(shù)據(jù)復(fù)用方式，又可工作于非復(fù)用方式。 　　(2)尋址空間　psd3的地址總線為a0～a19，尋址空間可達(dá)1mb。尤為重要的是psd3系列芯片內(nèi)含兩個可編程地址譯碼器(pada和padb)，它們采用可重復(fù)編程的cmoseprom技術(shù)制造的，供用戶進(jìn)行編程和擦除，類似gal器件。這個可編程陣列擁有輸入項12個(有的芯片16個)、輸出項24個、乘積項40個。pada主要用來產(chǎn)生片選psd3芯片內(nèi)部eprom和sram所需的信號，它是由地址(a11～a19)、讀寫邏輯等信號編程產(chǎn)生。padb的輸入與pada的輸入相同，但它的輸出是輸出到端口b和c上，供片外使用，以便選擇外部器件或用作隨機(jī)邏輯替換。這種邏輯的可替換性和隨機(jī)性，使得psd3能以不同的方式配置pada和padb的輸出，來適應(yīng)不同種類的微控制器芯片，如圖1所示。psd3系列芯片的配置，只要在windows環(huán)境下運行psdsoft-lite軟件包，并通過打印口連接pep300編程器即可進(jìn)行，且操作十分簡單?！　?3)i/o引腳　psd3有19個i/o引腳，分成三個端口a(pa0～7)、b(pb0～7)和c(pc0～2)，可單獨配置使用，其靈活性既可使psd3芯片與共享資源相接口，又可用作微控制器i/o端口的擴(kuò)展。當(dāng)c口配置為輸入時，可用作地址a16～18的輸入：當(dāng)它配置為輸出時，可用作地址譯碼器padb的輸出。端口a和b的工作方式比c口更加靈活，對于不同的微控制器，可進(jìn)行不同的配置。如果微控制器是地址/數(shù)據(jù)復(fù)用型的，psd3作為它的外圍接口芯片，該微控制器的數(shù)據(jù)線若是8位，它的復(fù)用地址/數(shù)據(jù)線直接與psd3的ad0～7相連：若是16位，則直接與psd3的ad0～15相連，此時的a口、b口均可配置成i/o端口。如果微控制器不是地址/數(shù)據(jù)復(fù)用型的，psd3作為它的外圍接口芯片，該微控制器的地址線直接與psd3的ad0～15相連，它的數(shù)據(jù)線若是16位，則將高8位與b口相連，低8位與a口相連：若是8位，直接與psd3的a口相連，此時的a口配置成數(shù)據(jù)總線所示。
(a)配置成16位復(fù)用地址/數(shù)據(jù)總線的工作方式
(b)配置成8位非復(fù)用地址/數(shù)據(jù)總線的工作方式 　　(4)片內(nèi)eprom　片內(nèi)256k位的eprom，可配置為32k×8或16k×16，為優(yōu)化地址譯碼而劃分為8個相等的可映射存儲塊，每個存儲塊結(jié)構(gòu)為4k×8或2k×16，由pada的輸出es0～es7來選擇。存儲器的訪問時間為90ns，包括輸入鎖存和pad地址譯碼的時間。　　(5)片內(nèi)ram　片內(nèi)16k靜態(tài)ram：可配置為2k×8或1k×16，由pada的輸出rso來選擇。它的訪問時間也為90ns，包括輸入鎖存和pad地址譯碼的時間。 　　(6)片內(nèi)加密　可實現(xiàn)psd3系列芯片的配置加密和pad的譯碼加密。由于傳統(tǒng)的硬件電路是由散件構(gòu)成，通過測試單個器件，比較容易破譯電路的設(shè)計。而psd3系列芯片的高度集成和本身的加密功能使得電路和程序無法破譯。 　其余的psd系列芯片在功能上比psd3更強(qiáng)，主要表現(xiàn)在i/o引腳的增多、epr