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文档之家› 第六章 嵌入式硬件体系中的测量与控制电路设计PPT课件
第六章 嵌入式硬件体系中的测量与控制电路设计PPT课件
Nand Flash存储器在系统中作为电子硬盘使用,用来存 储MP3歌曲和应用程序。
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USB通讯接口:
USB通讯接口采用飞利浦半导体公司生产的高性价比 USB1.1标准的设备接口芯片,占用系统的BANK1和中断0 资源,实现无驱型U盘功能。
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以太网通讯接口:
系统中所使用的以太网控制接口芯片为RTL8019AS, 这是一款带有即插即用功能的全双工以太网控制器,该芯 片为5v电源供电,16位数据接口,占用系统的中断1。
传感器
测量控 制电路
测控系统的组成
执行机构
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设计实例——基于ARM7MP3Player
要实现MP3Player主要有以下两种方法: 1、MCU + USB接口芯片 + 硬件解码芯片+ 海量存储芯
片 + 音频DAC +耳机放大器; 2、MCU + USB接口芯片 + 软件解码算法 + 海量存储芯
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ROM的连接:
ARM处理器最小系统中的 ROM芯片与处理器的连接 方式。这里配置容量为 2MB的NOR FLASH芯片, 型号为AM29LV160。
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系统供电电源:
系统中所用到电压有3种:5v、3.3v和2.5v。其中5v为系 统总电源,3.3v电压供给系统外设接口,2.5v为处理器的内 核电压。
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最小系统配置完成:
到此为止,S3C44B0X的最小系统已经可以运行了,这也 是该MP3系统的运行的基础,我们可以在这个系统上下载 到系统的ROM中,运行测试最小系统。
我们在对最小系统做到成竹在心之时,后面的 MP3Player的实现工作定会达到事半功倍的效果!
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Nand Flash存储器:
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S3C44B0X丰富的内部资源,使得系统硬件设计大大简化:
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时钟和复位电路
系统时钟输入由6MHz的外部晶阵提供,由内部PLL电路 倍频至66MHz,供给CPU运行。
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时钟和复位电路
系统复位信号由IMP811T芯片提供,并且设计了RESET按 钮,可以在系统运行过程中随时复位操作,便于系统调试。
控制通道电路用于输出各种控制执行信号,把系统微 控制器的数字信变成现场所需要的物理信号,器主要 过程包括:信号的变换、隔离、输出、驱动等。
控制通道是测量通道的逆过程,但并不纯粹是测量通 道的逆反,控制通道电路的基本组成如图
物
数ห้องสมุดไป่ตู้
理
字
量 驱动 隔离 转换 量
信
信
号
号
8
不同控制对象的控制通道有不同的控制特点和过 程侧重
物 理
量 采样
信 号
放大
隔离
放大
滤波
数 字
转换 量
信 号
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物理量信号的测量是通过各种类型的传感器得到的各 种形式的电信号。
测量电路的基本分类 (一)模拟式测量电路的基本组成 (二)数字式测量电路的基本组成
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传 感 器
量 程 切
放 大 器
解 调 器
换
电
路
振荡器
信 号 分 离 电
运 算 电 路
控制电路的分类 (一)开环控制 (二)闭环控制
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测量电路
传感器
扰动量
给定 机构
设定 电路
放大 电路
转换 电路
执行 机构
被控 对象
输出
控制电路
开环控制系统的基本组成
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扰动
给定 机构
设定 电路
比较 电路
放大 电路
校正 转换 电路 电路
执行 机构
被控 对象
输出
控制电路
传感器
闭环控制系统的基本组成
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控制的目的主要是执行事物的开关、动作、图像图 形显示、运动变化,以得到所需的模拟信号量、开关 事件量、周期性信号量、图像信号、语音信号等。
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6.1.2 测量电路的基本构成
测量就是把需要测量的物理量信号转换成系统微控制 器进行分析运算能够使用的数字量信号。
测量通道的构成环节有:现场信号采集、信号放大、 信号传输、信号隔离、信号模/数转换等。
系统硬件方案实现
基于S3C44B0X微处理器 + 软件解码算法的 MP3Player的硬件方案实现如下: S3C44B0X最小系统:CPU、RAM、ROM和电 源、复位、JTAG。
扩展部分:音频DAC、UART、键盘、NAND FLASH、USB接口、以太网接口。
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实现最小系统
1、S3C44B0X的结构和特点:S3C44B0X微处理器是三 星公司专为手持设备和一般应用提供的高性价比的微控制 器解决方案,它使用ARM7TDMI核,工作在66MHz。
片+音频DAC +耳机放大器;
前者的MCU可以为MCS-51系列单片机,(如 AT89C51SND1)
后者为ARM7体系结构的微控制器。(如S3C44B0X)
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基于ARM的MP3播放器
SDRAM 电源
ARM微处 理器
小键盘
USB芯片 Nor Flash Nand Flash 网卡芯片 音频芯片
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模 数 转 换 电
计 算 机
显 示 执 行 机
路
路
构
电源
电路
模拟式测量电路的基本组成
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传 感 器
电路
放整
大 器
形 电 路
显
细 分 电 路
脉转 冲换 当电 量路
计 数 器
锁 存 器
计 算 机
示 执 行 机 构
辨向电路
锁 存 指 指令传感器 令
手动采样
数字式测量电路的基本组成
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6.1.3 控制电路的基本组成
第六章 嵌入式硬件体系中的测量与控制电路
设计(1)
1
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
2
6.1 测量与控制电路概述
6.1.1 测量与控制设计概述
测量与控制通道是嵌入式系统感知和改造世界的重要 手段。
测量的主要对象有模拟信号量、开关事件量、周期 性信号量、图像信号、语音信号等。
⑴ 带8KB缓存的2.5V静态ARM7TDMI CPU核;
⑵ 扩展内存控制器(FP/FDO/SDRAM控制,片选逻 辑);
⑶ 2个通用DMA通道,1个带外部请求管脚的DMA通 道;
⑷ 71个通用I/O口,8个外部中断资源;
⑸ 带PLL的片上时钟发生器;
⑹ 8个内存Bank共可以寻址256MB存储空间;
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系统初始配置和JTAG调试接口:
下面的电路图中的8个电阻分别为JTAG上拉电阻和系统运 行模式初始配置的电阻,右边的插座为14Pin JTAG调试插 座,配合仿真器可以下载bootloader代码和调试应用程序。
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系统总线和控制信号,RAM的连接:
系统中所使用的RAM芯片与 处理器的连接方式。以前的 PC-133的计算机内存芯片, 型号为HY57V641620。