文章来源:由「百度新聞」平台非商業用途取用"http://www.eepw.com.cn/article/201610/305641.htm"
一、引言本文引用地址:http:www.eepw.com.cnarticle201610305641.htm嵌入式系統的硬件除了核心的微處理器之外就是外圍器件和接口。接口技術在嵌入式系統設計處于如此重要的位置,是嵌入式系統設計師硬件部分的重要考試范圍。目前嵌入式系統中的接口五花百門,每個接口都可以寫成一本厚厚的書。面對內容如此之多,范圍如此之廣的考試部分,應該怎么樣去復習呢?我的指導思想是,把握好每種接口技術的最基本概念,理解透每個接口的最基本工作原理。二、接口技術匯總1.Flash存儲器(1)Flash存儲器是一種非易失性存儲器,根據結構的不同可以將其分為NORFlash和NANDFlash兩種。(3)NORFlash的特點:應用程序可以直接在閃存內運行,不需要再把代碼讀到系統RAM中運行。NORFlash的傳輸效率很高,在1MB~4MB的小容量時具有很高的成本效益,但是很低的寫入和擦除速度大大影響了它的性能。(4)NANDFlash的特點:能夠提高極高的密度單元,可以達到高存儲密度,并且寫入和擦除的速度也很快,這也是為何所有的U盤都使用NANDFlash作為存儲介質的原因。應用NANDFlash的困難在于閃存需要特殊的系統接口。(5)NORFlash與NANDFlash的區別:A、NORFlash的讀速度比NANDFlash稍快一些。B、NANDFlash的擦除和寫入速度比NORFlash快很多。C、NANDFlash的隨機讀取能力差,適合大量數據的連續讀取。D、NORFlash帶有SRAM接口,有足夠的地址引進來尋址,可以很容易地存取其內部的每一個字節。NANDFlash的地址、數據和命令共用8位總線(有寫公司的產品使用16位),每次讀寫都要使用復雜的IO接口串行地存取數據。E、NORFlash的容量一般較小,通常在1MB~8MB之間;NANDFlash只用在8MB以上的產品中。因此,NORFlash只要應用在代碼存儲介質中,NANDFlash適用于資料存儲。4、GPIO原理與結構GPIO是IO的最基本形式,它是一組輸入引腳或輸出引腳。有些GPIO引腳能夠加以編程改變工作方向,通常有兩個控制寄存器:數據寄存器和數據方向寄存器。數據方向寄存器設置端口的方向。如果將引腳設置為輸出,那么數據寄存器將控制著該引腳狀態。若將引腳設置為輸入,則此輸入引腳的狀態由引腳上的邏輯電路層來實現對它的控制。5、AD接口(1)AD轉換器是把電模擬量轉換為數字量的電路。實現AD轉換的方法有很多,常用的方法有計數法、雙積分法和逐次逼進法。(5)AD轉換的重要指標A、分辨率:反映AD轉換器對輸入微小變化響應的能力,通常用數字輸出最低位(LSB)所對應的模擬電壓的電平值表示。n位AD轉換器能反映12n滿量程的模擬輸入電平。B、量程:所能轉換的模擬輸入電壓范圍,分為單極性和雙極性兩種類型。C、轉換時間:完成一次AD轉換所需要的時間,其倒數為轉換速率。D、精度:精度與分辨率是兩個不同的概念,即使分辨率很高,也可能由于溫漂、線性度等原因使其精度不夠高。精度有絕對精度和相對精度兩種表示方法。通常用數字量的最低有效位LSB的分數值來表示絕對精度,用其模擬電壓滿量程的百分比來表示相對精度。例如,滿量程10V,10位AD芯片,若其絕對精度為±12LSB,則其最小有效位LSB的量化單位為:101024=9.77mv,其絕對精度為9.77mv2=4.88mv,相對精度為:0.048%。6、DA接口基本(1)DA轉換器使將數字量轉換為模擬量。(2)在集成電路中,通常采用T型網絡實現將數字量轉換為模擬電流,再由運算放大器將模擬電路轉換為模擬電壓。進行DA轉換實際上需要上面的兩個環節。關于T型電阻解碼網絡和DA轉換具體原理參考《教程》的159頁。(3)DA轉換器的分類:A、電壓輸出型:常作為高速DA轉換器。B、電流輸出型:一般外接運算放大器使用。C、乘算型:可用作調制器和使輸入信號數字化地衰減。(4)DA轉換器的主要指標:分辨率、建立時間、線性度、轉換精度、溫度系數。7、鍵盤接口(1)鍵盤的兩種形式:線性鍵盤和矩陣鍵盤。(2)識別鍵盤上的閉合鍵通常有兩種方法:行掃描法和行反轉法。(3)行掃描法是矩陣鍵盤按鍵常用的識別方法,此方法分為兩步進行:A、識別鍵盤哪一列的鍵被按下:讓所有行線均為低電平,查詢各列線電平是否為低,如果有列線為低,則說明該列有按鍵被按下,否則說明無按鍵按下。B、如果某列有按鍵按下,識別鍵盤是哪一行按下:逐行置低電平,并置其余各行為高電平,查詢各列的變化,如果列電平變為低電平,則可確定此行此列交叉點處按鍵被按下。8、顯示接口(1)LCD的基本原理是,通過給不同的液晶單元供電,控制其光線的通過與否,從而達到顯示的目的。(2)LCD的光源提供方式有兩種:投射式和反射式。筆記本電腦的LCD顯示器為投射式,屏的背后有一個光源,因此外界環境可以不需要光源。一般微控制器上使用的LCD為反射式,需要外界提供電源,靠反射光來工作。電致發光(EL)是液晶屏提供光源的一種方式。(3)按照液晶驅動方式分類,常見的LCD可以分為三類:扭轉向列類(TN)、超扭曲向列型(STN)和薄膜晶體管型(TFT)。(4)市面上出售的LCD有兩種類型:帶有驅動電路的LCD顯示模塊,只要總線方式驅動;沒有驅動電路的LCD顯示器,使用控制器掃描方式。(5)通常,LCD控制器工作的時候,通過DMA請求總線,直接通過SDRAM控制器讀取SDRAM中指定地址(顯示緩沖區)的數據,此數據經過LCD控制器轉換成液晶屏掃描數據格式,直接驅動液晶顯示器。(6)VGA接口本質上是一個模擬接口,一般都采用統一的15引腳接口,包括2個NC信號、3根顯示器數據總線、5個GND信號、3個RGB色彩分量、1個行同步信號和1個場同步信號。其色彩分量采用的電平標準為EIA定義的RS343標準。9、觸摸屏接口(1)按工作原理分,觸摸屏可以分為:表面聲波屏、電容屏、電阻屏和紅外屏幾種。(2)觸摸屏的控制采用專業芯片,例如ADS7843。10、音頻接口(1)基本原理:麥克風輸入的數據經音頻編解碼器解碼完成AD轉換,解碼后的音頻數據通過音頻控制器送入DSP或CPU進行相應的處理,然后數據經音頻控制器發送給音頻編碼器,經編碼DA轉換后由揚聲器輸出。
關鍵字標籤:強固型嵌入式工業電腦
|