时钟电路 - 基于TMS320F2812的智能接口板设计

　　时钟电路

　　F2812处理器上有基于PLL的时钟模块，为器件及各种外设提供时钟信号。锁相环有4位倍频设置位，可以为处理器提供各种频率的时钟。时钟模块提供两种操作模式，如图6所示。

　　内部振荡器：如果使用内部振荡器，则必须在X1/XCLKIN和X2引脚之间连接一个石英晶体，这种石英晶体薄片受到外加交变电场的作用时会产生机械振动，当交变电场的频率与田英晶体的固有频率相同时，振动便变得很强烈，这就是晶体谐振特性的反应。利用这种特性，就可以用石英谐振器取代LC（线圈和电容）谐振回路、滤波器等。由于石英谐振器具有体积小、重量轻、可靠性高、频率稳定度高等优点，被应用于家用电器和通信设备中。石英谐振器因具有极高的频率稳定性，故主要用在要求频率十分稳定的振荡电路中作谐振元件

　　外部时钟：如果使用外部时钟，可以把时钟信号直接接到X1/XCLKIN引脚上，X2悬空。

　　外部XPLLDIS引脚用来选择系统时钟源。当XPLLDIS为低电平时，系统直接采用外部时钟作为系统时钟；当XPLLDIS为高电平时，外部时钟经过PLL倍频后，为系统提供时钟。系统通过锁相环控制寄存器来选择锁相环的工作模式和倍频系数，如表2所示。

　　表2 锁相环控制寄存器位定义

 

　　该接口板采用30M石英晶体提供时钟，XPLLDIS引脚上拉使能PLL模块，倍频选择最大的XCLKIN×5＝150MHz。

　　复位电路

　　复位电路为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5V±5%，即4.75～5.25V。由于微机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当VCC超过4.75V低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才被撤除，微机电路开始正常工作。F2812的复位可由外部复位管脚引起。

　　F2812外部复位源采用MAX706芯片进行复位，MAX706复位的产生条件有以下3种情况：

　　上电复位，当Vcc>4.40V（典型值）时产生复位，并保持200ms复位有效；

　　掉电复位，当Vcc<4.40V（典型值）时产生复位，此时可防止对存储器进行错误写入；

　　手动复位，当手动复位信号有效，产生复位，用于调试。

　　MAX706的复位信号形成F2812的上电复位输入，使系统所有资源复位。复位电路如图7所示。

　　串行总线处理电路

　　通用串行总线（Universal Serial Bus, USB）是连接外部设备的一个串口总线标准，补充标准（On-The-Go）使其能够用于在便携设备之间直接交换数据。本模块串行数据的接收和发送都采用TL16C554协议芯片来完成，RS422和RS232总线传输通过不同的接口芯片完成电平转换，其功能框图如图8所示。

图6 DSP时钟输入电路

图7 复位电路

　　图8 串行数据功能实现电路

　　16C554通过对各个寄存器的编程完成串行数据的初始化及传输，在完成上电BIT后，主机可通过改变双口存储器的初始化参数来满足自身对串行数据格式的约定，16C554各寄存器地址分配如表3，各个寄存器对应的访问地址为该串行通道分配的基地址加上偏移地址，即：各寄存器访问地址=BASE+[A2A1A0]16。

　　表3 协议芯片寄存器地址分配

 

　　串行协议芯片通过有效的初始化才能实现串行数据的正确接收和发送，在进行初始化的时候确保串行通道没有接收和发送数据。

　　控制逻辑电路

　　控制逻辑电路负责整个DSP数据处理模块上控制和状态信号的产生，负责PCI总线时序控制和逻辑译码。该逻辑功能由CPLD可编程逻辑器件实现，逻辑描述由VHDL语言完成。控制逻辑电路主要完成以下功能：

　　a. TMS320F2812总线时序支持电路；

　　b.系统总线接口时序支持电路；

　　c.地址译码；

　　d.地址转换及地址三态控制；

　　e.实现对数据总线管理逻辑的控制；

　　f.系统总线复位。

　　结束语

　　根据以上原理，我们研制了该智能接口板，通用性强，接口简单，可以满足大多数应用条件，经使用证明设计合理，稳定可靠，为以后对各种创新打下坚实的基础。