您的当前位置:首页正文

电子线路与仿真技术课程设计说明书

2020-06-10 来源:星星旅游


电子线路与仿真技术课程设计说明书

题 目:用SPI接口控制多个开关量及8位模拟量输出 系 部:

专 业: 班 级: 学生姓名: 学 号:

指导教师:

2016年 5 月 25日

电子线路与仿真技术课程设计说明书 录 目

1设计任务与要求 ........................................................ 0

1.1 设计任务 ....................................................... 0 1.2 设计要求 ....................................................... 0 2 SPI知识简介 .......................................................... 1

2.2 SPI的基本原理 .................................................. 1 2.3 SPI的应用特点 .................................................. 5 3 设计方案 ............................................................. 6 4 SPI主机接口设计 ...................................................... 7

4.1 SPI总线标准 .................................................... 7 4.2 SPI主机功能描述 ................................................ 9 4.3 单片机扩展SPI总线的系统框图 ................................... 9 4.4 单片机SPI总线的时序模拟 ....................................... 10 5 从机的接口设计 ...................................................... 11

5.1从机设计原理 ................................................... 11 5.2 74HC595资料 ................................................... 11 5.3 74HC595的连接原理图 ........................................... 15 5.4 从机原理图绘制 ................................................. 16 6 设计心得 ............................................................ 18 参考文献 .............................................................. 19

电子线路与仿真技术课程设计说明书 1设计任务与要求

1.1 设计任务

利用SPI接口控制多个开关量输出及多个8位模拟量输出。可以综合到各种FPGA的SPI主机的设计过程,并给出所有相关的Verilog HDL程序。SPI是一种全双工,同步的串行数据通信标准,主要用于微处理器、微控制器、外设之间的通信。采用SPI接口可以实现处理器和外设之间以及处理器内部的通信。SPI系统设计灵活,可以直接实现主机与许多的具有SPI接口的外设之间的通信。SPI主机可以为没有标准SPI接口的微处理器或者微控制器提供标准的SPI接口。本次设计主要是实现主机与许多的具有SPI接口的外设之间的通信出SPI主机在系统中的连接框图。注意:SPI主机设计提供标准的8051微处理器的总线读写周期,简单修改设计代码实现,可以是SPI主机支持其它微处理器接口。

1.2 设计要求

(1) 画出原理图,从板电路用74系列逻辑器件实现。 (2) 仿真,记录仿真结果。 (3) 分析结果,进行了哪些改进。

(4) 结论,模拟量输出幅度实际是多少,是否是线性。

0

电子线路与仿真技术课程设计说明书 2 SPI知识简介

2.1 SPI的背景知识

SPI是英文Serial Peripheral Interface的缩写,中文意思是串行外围设备接口。SPI是Motorola公司推出的一种同步串行通讯方式,是一种标准的四线同步双向串行总线,因其硬件功能很强,与SPI有关的软件就相当简单,使CPU有更多的时间处理其他事务。SPI可以使微控制器(MCU)与各种外围设备(包括FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和微控制器等)以串行方式进行通信以交换信息。SPI总线使用同步协议传送数据,接收或发送数据时由主机产生的时钟信号控制。SPI接口可以连接多个SPI芯片或装置,主机通过选择它们的片选来分时访问不同的芯片。

2.2 SPI的基本原理

2.2.1 SPI的接口

SPI的通信原理很简单,它以主从方式工作,这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备,设备之间有4线模式(双向传输时)或3线模式(单向传输时)。在4线模式下,它们是 SDI(数据输入),SDO(数据输出),SCLK(时钟),CS(片选);在3线模式下,SDI 和 SDO并为一根,定义为SIO。

(1)MOSI–SPI 总线主机输出/从机输入(SPI Bus Master Output/Slave Input) (2)MISO–SPI 总线主机输入/从机输出(SPI Bus Master Input/Slave Output) (3)SCLK–时钟信号,由主设备产生 (4)CS–从设备使能信号,由主设备控制 如图 1所示为SPI总线接口信号线基本连接关系:

图1 SPI总线接口信号基本连接关系

1

电子线路与仿真技术课程设计说明书

其中CS是控制芯片是否被选中的,也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时(高电位或低电位),对此芯片的操作才有效。这就允许在同一总线上连接多个SPI设备成为可能。

接下来就负责通讯的3根线了。通讯是通过数据交换完成的,这里先要知道SPI是串行通讯协议,也就是说数据是一位一位的传输的。这就是SCLK时钟线存在的原因,由SCK提供时钟脉冲,SDI、SDO则基于此脉冲完成数据传输。数据输出通过 SDO线,数据在时钟上升沿或下降沿时改变,在紧接着的下降沿或上升沿被读取。完成一位数据传输,输入也使用同样原理。这样,在至少8次时钟信号的改变(上沿和下沿为一次),就可以完成8位数据的传输。

SPI 总线系统有以下几种形式:1个主机和多个从机、多个从机相互连接构成多主机系统(分布式系统)、1个主机与1个或几个I/O设备构成的系统等。 2.2.2 SPI的数据传输

SPI主设各负责产生系统时钟,并决定整个SPI网络的通信速率。所有的SPI设各都采用相同的接口方式,可以通过调整处理器内部寄存器改变时钟的极性和相位。由于SPI器件并不一定遵循同一标准,比如EEPROM、DAC、ADC、实时时钟及温 度传感器等器件的SPI接口的时序都有所不同,为了能够满足不同的接口需要,采用时钟的极性和相位可配就能够调整SPI的通信时序。

SPI设各传输数据过程中总是先发送或接收高字节数据,每个时钟周期接收器或收发器左移1位数据。对于小于16位的数据在发送之前必须左对齐,如果接收的数据16位则采用小于软件将无效的数据位屏蔽,如图2所示:

图2 两个移位寄存器形成一个内部芯片环形缓冲器

在一个SPI时钟周期内,会完成如下操作:

(1) 主机通过MOSI线发送1位数据,从机通过该线读取这1位数据;

2

电子线路与仿真技术课程设计说明书 (2) 从机通过MISO线发送1位数据,主机通过该线读取这1位数据; 这是通过移位寄存器来实现的。如上图3所示,主机和从机各有一个移位寄存器,且二者连接成环。随着时钟脉冲,数据按照从高位到低位的方式依次移出主机寄存器和从机寄存器,并且依次移入从机寄存器和主机寄存器。当寄存器中的内容全部移出是,相当于完成了两个寄存器内容的交换。

SPI接口有主和从两种操作模式,通过MASTER/SLAVE位(SPICTL.2)选

择操作模式以及SPICLK信号的来源,如图3所示:

图3 SPI主控制器和从控制器的连接

2.2.3 SPI的时钟极性和时钟相位

在数据交换之前,主节点和从节点使其内部移位寄存器加载存储器数据。产生时钟信号时,主节点会通过 MOSI 线同步输出其移位寄存器。同时,从节点在 SIMO 处从主节点读取第一位,并将其存储到存储器中,然后通过 SOMI 输出 MSB。主节点会在 MISO 处读取从节点的第一位,并将其存储到存储器中以待稍后处理。整个过程将一直持续,直至交换完所有数据位,然后主节点使时钟空闲并通过 /SS 禁用从节点。

除设置时钟频率之外,主节点还会配置相对于数据的时钟极性和时钟相位。这两个选项分别称作 CPOL 和 CPHA,能够允许时钟信号实现 180 度相移且数据延迟半个时钟周期。图 4 显示了相应的时序图。

3

电子线路与仿真技术课程设计说明书

图4 时钟极性和相位的时序图

CPOL = 0 时,时钟在逻辑 0 处空闲:

如果 CPHA = 0,数据会在 SCK 的上升沿上读取,在下降沿上变化。 如果 CPHA = 1,数据会在 SCK 的下降沿上读取,在上升沿上变化。 CPOL = 1时,时钟在逻辑高电平处空闲:

如果 CPHA = 0,数据会在 SCK的下降沿上读取,在上升沿上变化。 如果 CPHA = 1,数据会在 SCK 的上升沿上读取,在下降沿上变化。 从节点独立寻址时,主节点必须提供多个从选择信号。该结构一般用在数据采集系统中,其中的多个模数转换器 (ADC) 和数模转换器 (DAC) 都必须单独接入。 菊花链式从节点需要主节点提供唯一的从选择信号,因此该结构要求同时启用所有从节点,以确保菊花链内通过所有移位寄存器的数据流不会中断。典型的应用为工业级 I/O 模块中的级联多通道输入串行器和输出驱动器。见图下5主节点与独立从节点(左)以及菊花链式从节点(右)进行通信

图 5 主节点与独立从节点(左)以及菊花链式从节点(右)进行通信

4

电子线路与仿真技术课程设计说明书

在SPI操作中,最重要的两项设置就是时钟极性(CPOL或UCCKPL)和时钟相位(CPHA 或UCCKPH)。时钟极性设置时钟空闲时的电平,时钟相位设置读取数据和发送数据的时钟沿。

主机和从机的发送数据是同时完成的,两者的接收数据也是同时完成的。所以为了保证主从机正确通信,应使得它们的SPI具有相同的时钟极性和时钟相位。

2.3 SPI的应用特点

应用:PI接口的全称是\"Serial Peripheral Interface\",意为串行外围接口,是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。SPI接口主要应用在EEPROM、FLASH、实时时钟、AD转换器,还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。

SPI接口是在CPU和外围低速器件之间进行同步串行数据传输,在主器件的移位脉冲下,数据按位传输,高位在前,低位在后,为全双工通信,数据传输速度总体来说比I2C总线要快,速度可达到几Mbps。

特点:SPI一共有11位有用信号,每位信号差分成两个信号用来提高传输抗干扰性,在物理连接上用标准25芯D型插头座(DB25)传输,因此连线多且复杂,传输距离短,容易出现故障。而ASI(异步串行接口)用串行传输,只需要一根同轴电缆线,连线简单,传输距离长。

缺点:没有指定的流控制,没有应答机制确认是否接收到数据。

5

电子线路与仿真技术课程设计说明书 3 设计方案

主机只是仿真用的电路,是负责输出SPI的三个信号。从板电路图是实用的电路,或者说是被仿真的电路。

根据本次实验的设计要求,主机设计被分为两个主要模块:微控制器接口模块和SPI接口模块。微控制器接口模块负责与微控制器通信。SPI接口模块负责与SPI器件通信。系统采用模块化设计,设计中的微控制器接口采用独立的Verilog HDL模块,该模块通过一组寄存器与SPI接口连接模块连接。。因此,可以非常容易地采用其它微处理器接口替代该模块。

从机的设计也被分为两个主要模块,分为16路开关量输出电路的设计和一路摸拟量输出电路的设计。所谓开关量就是只有高或低两个电平的数字信号,所谓模拟量是能连续变化的,这里具体来说是8位数字信号用简单的电阻转换得来的。

6

电子线路与仿真技术课程设计说明书 4 SPI主机接口设计

4.1 SPI总线标准

SPI总线包括4根信号线,Serial Clock((SCK),Master Out Slave In(MOSI),Master In Slave Out(MISO)和Slave Selected(SS_N),负责在不同器件之间传递信息。 SCK信号由SPI主机驱动,管理数据传输过程。主机以不同的波特率传输数据,数据线每传输1bit的数据SCK切换1次状态(1->0或者0->1)。在面向字节的数据传输过程中,SPI Specification提供两种不同的时钟方案以及时钟极性选择,主机可以从四种不同的SCK传输速率中选择一种。数据位在SCK的某个时钟沿(上升沿或者下降沿)被移出,在另一个的时钟沿,数据信号稳定时被采样。

主机将输出数据发送到MOSI,MOSI信号作为输入数据移入被选择的从机。MISO数据线包含从机的输出数据,这些数据会被移入主机。SPI总线在同一时刻只能有一个从机传输数据。

在组成SPI系统时,所有SCK、MOSI和MISO引脚都会被连接在一起。系统中只能有1个器件被配置成主机,总线上的其它器件都被配置成从机。主机从SCK和MOSI引脚上输出数据到从机的SCK和MOSI引脚。被选择的从机可以从其MISO引脚输出数据到主机的MISO。

SS_N控制线通过系统硬件选择某个器件作为从机,SS_N控制线可以独立选择SPI从机器件。没有被选择的从机会将从总线上断开。如果器件的从机选择引脚不处于低电平,那么该器件会忽略SCK信号,并将MISO输出引脚与总线保持三态。 SS_IN_N控制线是SPI主机的输入信号,用于指示多主机总线冲突(总线上有多个器件希望成为主机)。如果主机的SS_IN_N信号被置位,表示总线上的其它器件正在尝试成为主机,而寻址该器件作为从机。如果总线上有多于1个器件尝试成为主机, SS_IN_N信号置位,自动禁止SPI主机向外输出信号。

SPI进行数据传输的时钟信号的极性和相位可以修改。SPI可以选择不同的时钟极性(CPOL),即可以选择在高电平或者低电平进行数据传输,时钟极性的选择对于数据传输格式没有任何影响。如果选择CPOL=“0”,表示空闲状态时SCL处于低电平,如果CPOL=“1”,空闲状态时SCK高电平。通过时钟相位选择(CPHA)可以从两种基本的传输格式中选择1种。如果CPHA=“0”,数据在SS_N置位后SCK的第1个跳变沿(上升沿或者下降沿)有效。如果CPHA=“1”,数据在SS_N置位后SCK的第2个跳变沿(上升沿或者下降沿)有效。SPI主机与其通信的从机在时钟的相位和极性上应该保持一致。

7

电子线路与仿真技术课程设计说明书

图6 CPHA=0时SPI总线数据传输时序

图6给出的是CPHA=0时,SPI数据传输过程的时序图。图6给出了SCK选择正极性和负极性两种情况的波形。第一个时钟周期的前半个周期,SCK信号处于无效电平。这种传输格式下,SS_N的下降沿表示数据传输的开始。因此,完成1个字节的数据传输后,SS_N信号必须清零,在下一个字节开始传输时,SS_N重新置位。如果在SS_N信号有效期间(低电平),如果有SPI从机请求写数据到SPI数据寄存器,将导致出现写错误。

图7 CPHA=1时SPI总线数据传输时序

图7给出的是CPHA=1时,SPI数据传输过程的时序图。这种情况下的数据传输以时钟的有效沿(无效电平到有效电平的跳变)作为开始标志。SCK的第一时钟沿表示数据传输的开始,在两次输出期间信号SS_N可能保持低电平。这种传输格式适合于只有单主机和单从机的情况。

SPI数据传输发生时,8bit一个字节的数据从一个接口引脚移出(Shift out),同时不同的8bit的数据被移入另一个接口引脚。这可以理解为在SPI主机器件上有1个8位的移位寄存器,从机上器件上有一个8位的移位寄存器,两者连接在一起组成一个环形的16位的移位寄存器。数据传输发生时,16位的移位寄存器会移动8个位置,因此,可以实现在主机和从机器件之间交换8bit的数据。

SPI Specification详细地介绍了SPI总线上字节数据传输的时序和波形,但是SPI Specification并没有规定基于这种传输方式的数据通信协(data protocol),也就是

8

电子线路与仿真技术课程设计说明书 说,SPI Specification并没有指定第1个字节包含的地址或者数据。当通过SPI总线进行通信时,首先需要确定通信协议,以使通信过程中的主机和器件可以正确判断当前数据是命令、地址,以及数据传送方向等。本设计实现的SPI主机并不要求具体的通信协议,只要求微控制器按照正确的顺序将需要传输的数据置于SPI总线。所有在SPI总线上接收的数据都会被存储到接收寄存器,已被用户逻辑使用。所有写入到发送寄存器的数据都会被发送到SPI总线。

4.2 SPI主机功能描述

本次设计的SPI主机特征如下: (1) 微控制器接口;

(2) 多主机冲突检测和中断; (3) 支持8个外部从机;

(4) 支持四种传输协议,通过选择时钟极性和时钟相位; (5) SPI传输完成可以向微处理器产生中断信号; (6) 支持四种不同的传输速率;

4.3 单片机扩展SPI总线的系统框图

对于一般51系列,常采用“主MCU+多个从器件”的主从模式,如下图8 单片机与外围器件在时钟线SCK、数据线MISO和MOSI都是同名端相连。 扩展多个外围器件时,SPI无法通过数据线译码选择,故接口的外围器件都有片选端。在扩展单个SPI器件时,外围器件的片选端可以接地或通过I/O口控制;在扩展多个SPI器件时,单片机应分别通过I/O口线来分时选通外围器件。

在SPI串行扩展系统中,如果某一从器件只作输入(如键盘)或只作输出(如显示器)时,可省去一条数据输出(MISO)或一条数据输入(MOSI),从而构成双线系统(接地)。SPI系统中从器件的选通依靠其引脚,数据传送软件十分简单,省去了传输时的地址选通字节。但在扩展器件较多时,连线较多。

图8 单片机扩展SPI总线的系统结构

9

电子线路与仿真技术课程设计说明书 对于本次实验采用89C51当作主机,利用P0口产生控制信号,P0.0模拟MCU的

数据输出端(MOSI),P0.1模拟SPI的SCK输出端,P1.2模拟SPI的从机选择端,P0.3模拟SPI的数据端(MISO)。仿真图见下图9

图9 主机仿真结果图

4.4 单片机SPI总线的时序模拟

单片机读(从器件输出)时,在选通有效的情况下,SCK的下降沿时从器件将数据放在MISO线上,单片机延时并采样MISO线,将数据位读入。然后将SCK置 为高电平形成上升沿,数据被锁存。单片机写(从器件输入)操作类似。见下图10 数据线上输出数据的变化以及输入数据时的采样,都取决于SCK。但对于不同的外围芯片,有的可能是SCK的上升沿起作用,有的可能是SCK的下降沿起作用。

图10 单片机SPI总线的时序模拟

1 0

电子线路与仿真技术课程设计说明书 5 从机的接口设计

5.1从机设计原理

基于主机已确定好数据传输模式及其时序,对于从机而言,采用FPGA实现SPI总线从机接口[6],当从机要向主机传送数据时,先使/SW信号有效,通知主设备有数要发送,主设备收到信号后,就使/SS信号有效,使从设备端准备好发送数据,并产生时钟信号SCLK,在SCLK的上升沿,从设备将数据经过MISO端送出,最先发送最高位,最后发送最低位,同时,在时钟的下降沿,主设备收取数据。当从设备没有数据发送的时候,就使/SW无效,此时主设备不在产生同步时钟,也并不读取数据。如下图11所示为从机SPI总线接口工作时序。

图11 从机SPI接口工作时序图

5.2 74HC595资料

5.2.1 74HC595管脚

特点:8位串行输入 /8位串行或并行输出 存储状态寄存器,三种状态

输出寄存器(三态输出:就是具有高电平、低电平和高阻抗三种输出状态的门电路。)可以直接清除 100MHz的移位频率。

1 1

电子线路与仿真技术课程设计说明书

图12 74HC595管脚

Q0…Q7 8位并行数据输出,其中Q0为第15脚 GND 第8脚 地

Q7' 第9脚 串行数据输出 MR 第10脚 主复位(低电平) SHCP 第11脚 移位寄存器时钟输入 STCP 第12脚 存储寄存器时钟输入 OE 第13脚 输出有效(低电平) DS 第14脚 串行数据输入 VCC 第16脚 电源 74595的数据端:

QA--QH: 八位并行输出端,可以直接控制数码管的8个段。 QH': 级联输出端。将它接下一个595的SI端。 SI: 串行数据输入端。 74595的控制端说明

/SCLR(10脚): 低电平时将移位寄存器的数据清零。通常我将它接Vcc。 SCK(11脚):上升沿时数据寄存器的数据移位。QA-->QB-->QC-->...-->QH;下降沿移位寄存器数据不变。(脉冲宽度:5V时,大于几十纳秒就行了。我通常都选微秒级) RCK(12脚):上升沿时移位寄存器的数据进入数据存储寄存器,下降沿时存储寄存器数据不变。通常我将RCK置为低点平,当移位结束后,在RCK端产生一个正脉冲(5V时,大于几十纳秒就行了。我通常都选微秒级),更新显示数据。

/G(13脚): 高电平时禁止输出(高阻态)。如果单片机的引脚不紧张,用一个引脚控制它,可以方便地产生闪烁和熄灭效果。比通过数据端移位控制要省时省力。 (1)74164和74595功能相仿,都是8位串行输入转并行输出移位寄存器。74164的驱动电流(25mA)比74595(35mA)的要小,14脚封装,体积也小一些。

(2)74595的主要优点是具有数据存储寄存器,在移位的过程中,输出端的数据可以保持不变。这在串行速度慢的场合很有用处,数码管没有闪烁感。

1 2

电子线路与仿真技术课程设计说明书

(3)595是串入并出带有锁存功能移位寄存器,它的使用方法很简单,在正常使用时SCLR为高电平, G为低电平。从SER每输入一位数据,串行输595是串入并出带有锁存功能移位寄存器,它的使用方法很简单,如下面的真值表,在正常使用时SCLR为高电平, G为低电平。从SER每输入一位数据,串行输入时钟SCK上升沿有效一次,直到八位数据输入完毕,输出时钟上升沿有效一次,此时,输入的数据就被送到了输出端。入时钟SCK上升沿有效一次,直到八位数据输入完毕,输出时钟上升沿有效一次,此时,输入的数据就被送到了输出端。 5.2.2 74HC595具体使用的步骤

第一步:目的:将要准备输入的位数据移入74HC595数据输入端上。 方法:送位数据到_595。

第二步:目的:将位数据逐位移入74HC595,即数据串入

方法:SCK_595产生一上升沿,将PSI_595上的数据移入74HC595中.从低到高 第三步:目的:并行输出数据。即数据并出

方法:P1.1产生一上升沿,将由SI_595上已移入数据寄存器中的数据送入到输出锁存器。

说明: 从上可分析:从SCK_595产生一上升沿(移入数据)和RCK_595产生一上升沿(输出数据)是二个独立过程,实际应用时互不干扰。即可输出数据的 同时移入数据。 5.2.3 74HC595真值表

表一 74HC595输入输出功能真值表

SHCSTCP P × × × ↑ × ↑ 注释:H=高电平状态

L=低电平状态 ↑=上升沿 ↓=下降沿 Z=高阻 NC=无变化

1 3

× ↑ × × ↑ ↑ OMDQ7E R S ' L L × L L L L L × × L L Q6 NC Q6' Qn NC MR为低电平时仅仅影响移位寄存器 空移位寄存器到输出寄存器 清空移位寄存器,并行输出为高阻状态 L Z NC H H H L L H × H × 逻辑高电平移入移位寄存器状态0,包含所有的移位寄存器状态 移入 Qn' 移位寄存器的内容到达保持寄存器并从并口输出 Qn' 移位寄存器内容移入,先前的移位寄存器的内容到达保持寄存器并出 电子线路与仿真技术课程设计说明书 ×=无效

当MR为高电平,数据在SHCP上升沿进入移位寄存器,在STCP上升沿输出到并行端口,OE为使能端,低电平有效,当OE为低时,输出使能,为高关闭使能,并不影响其他输入端。 5.2.4 74HC595框图

图13 74HC595功能框图

图14 74HC595时序图

1 4

电子线路与仿真技术课程设计说明书

图15 74HC595逻辑框图

5.3 74HC595的连接原理图

SPI是一个串行输入输出的接口,使用串转并的接口芯片可以实现扩展I/0口。74HC595芯片为一种常用的8位串转并移位寄存器芯片。本系统利用74HC595来驱动静态共银LED。74HC595的主要优点:具有数据存储寄存器。在移位过程中。输出端的数据可以保持不变。这在串行速度慢的场合很有用处,LED没有闪烁感。80C51作在SPI主模式下。

图15为74HC595逻辑图。图中,SI为串行数据输入引脚,用来连接89C51的MOSI功能引脚;SCK为移位寄存器的时钟输入,连接89C51串行时钟线SCK; 为清移位寄存器引脚;RCK为锁寄存器锁存时钟引脚;即输出触发端与SSEL连接;为输出使能引脚;SQH为串行数据输出引脚,连接MISO;QA~QH引脚为并行输出。当为高电平、使能接低时,SCK产生一个上升沿,SI引脚当前电平值将在移位寄存器中左移l位,在下一个上升沿到来时移位寄存器中的所有位都会向左移l位,同时SQH引脚也会串行输出移位寄存器中的高位的值。当RCK产生上升沿时,移位寄存器的值将会被锁存到锁存器里,并从QA~QH引脚输出。

图16为SPI接13与74HC595的连接原理图。其中QA~QH分别连接共阳LED数码管的8个段。在SPI输出1个字节的数据时,SSEL产生1个低电平,SPI主机串行地发该字节的各个位,各个位都依次被锁存在74HC595的移位寄存器内,当1个字节的数据传输完成后,SSEL由低电平变为高电平,从而使74HC595的移位寄存

1 5

电子线路与仿真技术课程设计说明书 器的值被锁存到74HC595的锁存器并从其QA~QH引脚输出;在SPI输出1个字节数据的同时,74HC595移位寄存器之前的值也通过MISO引脚被SPI主机读回。

图16 SPI接口与74HC595的连接原理图

5.4 从机原理图绘制

图17 74HC595 实现16位开关量输出

1 6

电子线路与仿真技术课程设计说明书

图15 74HC595 实现8位模拟量输出

1 7

电子线路与仿真技术课程设计说明书 6 设计心得

为期两个周的电子线路与仿真技术课程设计结束了,我对嵌入式系统这门课程有了更深入的了解,刚开始接触嵌入式是为了可以顺利地通过考试,平时接触到的嵌入式知识也仅限于课本,俗话说,实践是检验真理的唯一标准。通过这两个周到课程设计我深深地理解了这句话,有些看起来很简单到知识,却要经过一遍遍到编程,调试。虽说这次课程设计时间不是很长,但是感觉自己收获颇丰,不仅学习到了一些新知识,回顾了以前的一些快要遗忘的知识点,而且使自己的学习目标更加明确,学习方法更加完善,也体会到软件开发的趣味,更加清楚地认识到了自己在软件开发及学习上的不足之处。

此次课程设计给马老师选择项目是在用SPI控制多个开关量及模拟量的输出,项目的实施方式是团队分组合作,共同完成,马老师也对这个项目进行了深入细致的讲解,虽说一些技术我们在课堂上也曾学习过,但是大多停留在理论学习上,实际开发很少,而这次课程设计给了我们一个很好的边学习边实践的机会,而对我们深入学习这些技术有很大帮助,深刻体会到了这些技术的实用性。每当自己成功调试一段代码或者通过自己的努力克服一个技术困难,都颇有收获感。这次实训让我们发现自己的不足,了解了当前流行技术的软件开发,增加了一定的经验,增强了一定的就业竞争力。

1 8

电子线路与仿真技术课程设计说明书 参考文献

[1] 何加铭主编.嵌入式32位微处理器系统设计与应用.电子工业出版社.2006年 [2] 张义磊,丁:涛,安吉宇.三星S3C2410在嵌入式工业控制系统中的应用.长春理工大学学 报.2004

[3] 魏洪兴,胡亮,曲学楼.嵌入式系统设计与实例开发实验

教材Ⅱ一基于ARM9处理器与 Lmux操作系统.清华大学出版社.2005年 [4] 许海燕,付炎著.嵌入式系统技术与应用.机械工业出版社.2002年 [5] DavidA.Rusling.朱珂等译.Lmux编程白皮书.机械工业出版社.2000年 [6] 田泽主编.嵌入式系统开发与应用教稃.北京航空航天大学出版社.2005年. [7] 周立功主编.ARM嵌入式系统基础教程.北京航空航天人学出版社.2005年 [8] 陈赜主编.ARM9嵌入式技术及Linux高级实践教程.北京航空航天社.2005年

1 9

电子线路与仿真技术课程设计说明书

指导教师评语: 成绩: 指导教师签字: 年 月 日 2 0

电子线路与仿真技术课程设计说明书

2 1

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容