DSM2.1-S11-02.RS
发布时间:2019-01-09 09:08:10点击率:
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DSM2.1-S11-02.RS 80C51系列单片机作为8位单片机事实上的工业标准,世界上众多电气公司都生产其系列产品,有广泛的选择及应用基础。如ATMEL 公司的AT89C5X,AT89S5X, NXP 公司的P89C5X,P89V5X等。本设计选择了NXP公司的P89V51RD2单片机,该单片机片内具有64K字节的可反复擦写的可在线下载编程的(ISP)FLASH程序存储器和256字节的RAM、1K字节的扩展RAM、32个I/O口、3个可编程定时计数器、一个串行口、一个SPI 接口等功能。 1.2.2液晶显示模块 采用128@64具有中文汉字库的图形点阵液晶显示模块,内含8192个16@16点中文字型和128个16@8半宽的字母符号字型;另外绘图显示画面提供一个64@256点的绘图区域GDRAM;而且内含CGRAM提供4组软件可编程的16@16点阵造字功能。电源操作范围宽(217Vto515V),低功耗设计可满足产品的省电要求;同时与单片机等微控器的接口界面灵活(3种模式:并行8位/4位,串行3线/2线)。 中文液晶显示模块可实现汉字、ASCII码、点阵图形的同屏显示,广泛用于各种仪器仪表、家用电器和信息产品上,并作为显示器件。中文液晶显示模块具有上/下/左/右移动当前显示屏幕及清除屏幕的命令,具有光标显示/闪烁控制命令及关闭显示命令。预留多种控制线(复位/串并选择/亮度调整)供用户灵活使用。 1.2.3键盘 扩充16个按键组成4@4矩阵形式与单片机的P1口相连。 1.2.4与FPGA接口 单片机的P0口,P2口,RD,WR,ALE分别经1008电阻与FPGA预留I/O口相连。 1.2.5 RS232接口 扩充MAX232串口芯片,扩展串行口,可以实现单片机与PC机的串行通信、在线下载程序。 DSM2.1-S11-02.RS 由于FPGA为高速器件,为实现速度匹配,本设计采用高速A/D转换器TLC5510.它是由美国TI公司生产的新型模数转换器件( ADC),是一种采用CMOS工艺制造的8位高阻抗并行A/D转换芯片,能提供的采样率为20MSPS.由于TLC5510采用了半闪速结构及CMOS工艺,因而大大减少了器件中比较器的数量,而且在高速转换的同时能够保持较低的功耗。在推荐工作条件下,TLC5510的功耗仅为130mW.由于TLC5510不仅具有高速的A/D转换功能,而且还带有内部采样保持电路,从而大大简化了外围电路的设计。同时,由于其内部带有标准分压电阻,因而可以从+5V的电源获得2V满刻度的基准电压。TLC5510可应用于数字TV、医学图像、视频会议、高速数据转换以及QAM解调器等方面。TLC5510为24引脚、SO、PSOP表贴封装形式。 1.3.2高速数模转换器 高速D/A转换器选用了TI 公司生产的THS5651A,该芯片是经特别优化的用于有线和无线数据传输的10位数模转换器。该芯片的制造采用了先进的高速混合信号CMOS工艺,转换速率达125MSPS.片上具有112V参考电压、D/A转换输出为电流型,电流范围为2mA-20mA.功耗是5V工作时为175mW,工作在SLEEP模式时为25mW、封装为282引脚SOIC或TSSOP封装。 1.3.3高速运算放大器 为了与高速A/D、D/A转换器速度相匹配,电路设计中还使用了美国TI 公司生产的THS4001高速电压负反馈运算放大器。其带宽可达270MHz、转换速率达400V/Ls,能很好地实现系统的放大缓冲功能,以满足系统性能指标要求。 2结语 本设计的电子竞赛电路板采用了MCU +FPGA结构,单片机负责数据处理、控制显示等工作;FPGA负责高速数据采集、数模转换工作。同时,FPGA还可以为单片机提供存储器及I/O口等资源。在PCB设计时,特别要注意采取抗干扰措施,如在电路中要适当配置去藕电容、数字地与模拟地分离,在一点接于电源地等。本设计在地线的设计方面,使用了屏蔽地、数字地和模拟地,它们分别与电源地相连,做到了数字电流不流经模拟器件,高速电流不流经低速器件。本文涉及的电路通过调试,各个模块可以达到预期的功能,该电路板可以用于电子设计竞赛和一些电子产品的开发。 DSM2.1-S11-02.RS
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