基于AT91RM9200微处理惩罚器的最小体系计划

      小序

      如今，ARM微处理惩罚器已在多种范畴中应用，比方产业数字／智能控制、呆板人、斲丧／教诲类多媒体、DSP和移动式／便携式配置等。有关统计表明，种种百般基于ARM微处理惩罚器的配置应用数量已经远远高出了通用谋略机。因此，基于ARM微处理惩罚器的开辟应用正成为数字期间的应用技能潮流。本文先容AT91RM9200型微处理惩罚器最小体系的计划，并给出了体系外围接口计划的相干器件选型。

      1 AT91RM9200简介

      AT91RM9200是Atmel公司基于ARM920T核的高性能、低功耗16／32位RISC(精简指令集谋略机)微处理惩罚器，内部集成丰富的外设资源，实用于请求外设资源丰富、功耗低、事变严格稳固的产业控制等方面，如嵌入式产业控制、医疗配置、网络通讯、移动谋略等。

      AT91RM9200微处理惩罚器最高主频为180 MHz，其双向、32位外部数据总线支持8位、16位、32位数据宽度，26位地点总线可以对最大64 MB空间寻址。

      AT91RM9200片内集成了非常丰富的外围成果模块，包括全成果MMU假造内存办理单位、内部16 kBSRAM和128 kB ROM、EBI接口控制器、加强的时钟和PMC(电源办理控制器)，带有2个PLL(锁相坏)的片内振荡器，4个可编程的外部时钟信号，包括定时停止、看门狗、秒计数器的体系定时器，带报警停止的及时时钟，带有8级优先级、可单个屏蔽停止源的AIC(先辈停止控制器)，7个外部停止源和1个快速停止源，4个32位的IO控制器，20通道外围数据控制器(PDC或DMA)，1个10 Mbit·s-1／100 Mbit·s-1以太网控制器，1个USB 2.0主机接口，1个USB 2.0配置接口，2个多媒体卡接口，3个SSC(同步串行口控制器)(兼容IIS)，4个UASRT(通用同步／异步串行口)，1个主／从SPI(串行配置接口)，1个两线串行接口TWI(主模式)，JTAG／ICE接口等。

      2 硬件计划

      最小体系是包管微处理惩罚器可靠事变所必须的根本电路。基于AT91RM9200微处理惩罚器的最小嵌入式体系由微处理惩罚器AT91RM9200、电源电路、晶体振荡器电路、复位电路、JTAG接口、存储器模块、串行调试接口等电路构成，其原理框图如图1所示。

      2.1 电源电路

      在体系中，AT91RM9200必要1.8 V和3.3 V电源，别的，大部分外围器件必要3.3 V电源，小部分外围器件还必要5 V电源，为了简化体系电源电路的计划，假设体系的输入电压为5 V直流稳压电源。为了得到可靠的3.3 V电压，此处选用了Sipex公司生产的SPX1117M3-3.3型低压差(LDO)稳压器，它的输人电压为5 V，输出电流为3.3 V，最大输出电流为0.8 A。同样，选用Sipex公司生产的SPX1117M3-1.8型低压差(LDO)稳压器，便可孕育产生最大输出电流为0.8A的1.8 V电源。电源电路如图2所示。

      2.2 晶体振荡器电路

      晶体振荡电路用于向AT91RM9200和其他必要时钟的外设电路提供事变时钟。本体系利用无源晶体振荡器X1(18.432 MHz)和X2(32.768 kHz)作为体系的主振荡器和慢时钟振荡器，振荡器孕育产生的体系主时钟和慢时钟基准颠末微处理惩罚器内部2个PLL后，孕育产生体系所需的种种CPU时钟、外没时钟以及USB器件事变时钟。晶体振荡器电路见图3。

      2.3 复位电路

      AT91RM9200有2个独立的复位信号，即体系复位信号NRST与体系内部调试复位信号NTRSI，都是低电平有效。体系上电后，AT91RM9200必须实行一个上电复位(称为“冷”复位)，在过渡状态下，它逼迫复位信号NRST和NTRST为低直到电源电压和振荡器事变频率稳固为止。别的，NRST和NTRST还可以举行手动按键复位成果，以方便用户调试步伐。本计划中选用了AD公司生产的ADM708型复位电路，它有一个手动复位输入引脚，当事变电压低于3.08 V或手动复位输入引脚被拉低时复位IC孕育产生一个低电平信号，连续时间为200 ms。别的，该复位电路另有一个分外的输入电压检测引脚，可实现对输人电压的检测。复位电路如图4所示。

      2.4 JTAG接口电路

      JTAG(连合测试举措小组)是一种国际标准测试协议，重要用于芯片内部测试及对体系举行仿真、调试，是开辟、调试嵌入式体系的一种简便高效的本领。它有2种接门标准：14针接口和20针接口。本计划中选择20针接口标准。

      2.5 存储器模块

      存储器模块包括Flash存储器和SRAM存储器两个部分。

      Flash存储器用于存储体系运行所需的步伐和紧张数据，纵然失电步伐和数据都不会丢失。计划中保举电路为Intel公司生产的28F640J3A，其存储容量为64 Mbit(8 MB)，事变电压为2.7 V～3.6 V，采取48引脚TSOP封装，16位数据宽度。它所需引脚为A[24：]、D[15：0]、NRST、BFCS_NCS0、CFOE_NOE_NRD、CFWE_NWE_NWR0。

      SDRAM存储器的作用是存放体系运行时的步伐和数据，失电后该部分步伐和数据会丢失。计划中利用2片数据宽度为16位的SDRAM并行运行作为一个32位数据宽度的SDRAM模块，以充分发挥微处理惩罚器32位数据宽度的高性能。SDRAM模块所需的引脚为A[0：11]、A[13：17]、D[0：31]、NBS1、NBS3、SD-CKE、SDCK、SDCS、RAS、CAS、SDWE。保举利用的SDRAM电路为Hynix公司生产的HY57V651620BTC，其事变电压为3.3 V，单片存储容量为4组×16 Mbit，54引脚TSOP封装，兼容LVTTL电平接口，支持主动革新和自革新。

      2.6 UART串行调试接口

      采取了AT91RM9200的Debug UART作为串口模块电路的接口，该串口在调试状态下作为调试串口；在正常事景况态下为一样平常UART口，都可以通过RS-232电平实现与其他配置的通讯。本计划中的UART接口电路为Sipex公司生产的SP3232，其事变电压为3.3V，16引脚SOIC封装。所需引脚为DRXD、DTXD。

      在完成以上几部分电路的计划后，AT91RM9200就具有了寂静可靠事变的根本条件。

      最小体系的计划是为了更好地研究开辟微处理惩罚器，因此还应将微处理惩罚器的一些须要引脚用接口插座引出，以方便实行开辟利用。比方：以太网接口模块、I2C接口模块、USB主机与配置接口，I／O总线扩展接口等。

      3 硬件调试

      体系上电前，应细致查抄电路板上全部元器件是否精确焊接，查抄各电压等级的电源是否有短路，种种开关、跳线是否在精确的位置上。别的，还要查抄nWAIT、NRST、NTRST等引脚的电平是否已被上拉，引脚JTAGSEL是否被下拉，对这几个引脚的处理惩罚干系到AT91RM9200可否正常事变。

      体系上电后，查抄电路板上几个电压等级的输出电压是否正常，复位电路是否事变，晶振X1和X2的输出端是否输出精确的波形。接着通过串行调试接口将AT91RM9200体系板与PC机连接，在“超等终端”界面中可看到微处理惩罚器向PC输出一系列的“C”，表明微处理惩罚器AT91RM9200已经正常事变。然后可以通过ARM公司提供的开辟东西ADS的集成开辟环境，编写相干的应用步伐，通过JTAG接口对微处理惩罚器举行进一步的调试。如今，该体系已在某智能配置的控制器中得到了实际应用。

      4 结束语

      ARM微处理惩罚器正以其极好的性能代价比和极低的功耗与其他体系布局的微处理惩罚器举行剧烈的竞争，其应用将进一步深入到各行各业。可以预测，在将来的一段时期内，ARM微处理惩罚器将成为32位微处理惩罚器市场的统治者。相识、学习、掌握和应用ARM微处理惩罚器技能很有须要，也非常紧张。计划ARM微处理惩罚器的最小体系是学习这一技能的一个很好的要领和途径。