三線制同步串行通信控制器接口設(shè)計(jì)

從圖2中可看到，通過(guò)復(fù)位信號(hào)rst n、片選信號(hào)CS、門控信號(hào)strobe和讀寫信號(hào)RW等的不同組合，實(shí)現(xiàn)邏輯控制功能。通過(guò)異步四位計(jì)數(shù)器SN54HC161的計(jì)數(shù)功能，使得移位寄存器SN54HC164順利進(jìn)行數(shù)據(jù)的串／并轉(zhuǎn)換，將8位并行數(shù)據(jù)通過(guò)8位D觸發(fā)器SN54HC374鎖存在內(nèi)部總線上等待系統(tǒng)接收。在輸出端，通過(guò)雙D觸發(fā)器SN54HC74產(chǎn)生中斷信號(hào)int，通知系統(tǒng)內(nèi)的微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)接收操作。
三線制同步串行通信控制器發(fā)送接口硬件電路如圖3所示。
從圖3可知，系統(tǒng)時(shí)鐘start-clk通過(guò)分頻電路模塊產(chǎn)生發(fā)送時(shí)鐘原始信號(hào)code-clk，用于電路的時(shí)鐘狀態(tài)控制。系統(tǒng)內(nèi)的微處理器將要發(fā)送的8位并行數(shù)據(jù)通過(guò)8位D觸發(fā)器SN54HC377，將數(shù)據(jù)鎖存在其Q端口等待發(fā)送，然后在異步四位計(jì)數(shù)器SN54HC161的計(jì)數(shù)功能控制下，移位寄存器SN54HC165進(jìn)行數(shù)據(jù)的并／串轉(zhuǎn)換操作。在輸出端，通過(guò)雙D觸發(fā)器SN54HC74產(chǎn)生中斷信號(hào)，然后開始通過(guò)單向總線驅(qū)動(dòng)器SN54HC244進(jìn)行幀同步信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)及數(shù)據(jù)的發(fā)送操作。
2．2 基于CPLD／FPGA的接口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
為解決傳統(tǒng)硬件電路元器件多，功耗大，體積大等缺點(diǎn)，利用CPLD／FPGA技術(shù)，同時(shí)結(jié)合VHDL硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)三線制同步串行通信控制器接口已成為一種必然，結(jié)合三線制同步串行通信機(jī)理，設(shè)計(jì)出了基于CPLD／FPGA的三線制同步串行通信控制器接口內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其功能結(jié)構(gòu)如圖4所示。

整個(gè)三線制同步串行通信控制器接口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由時(shí)鐘分頻模塊、系統(tǒng)接口控制邏輯、數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊等四大模塊構(gòu)成。
時(shí)鐘分頻模塊主要用于數(shù)據(jù)收／發(fā)模塊產(chǎn)生同步時(shí)鐘信號(hào)。系統(tǒng)接口控制邏輯主要用于各種邏輯功能信號(hào)的控制，同時(shí)還可以接收_中斷仲裁邏輯模塊產(chǎn)生的中斷信號(hào)，控制數(shù)據(jù)的接收或者發(fā)送操作。數(shù)據(jù)接收模塊是三線制同步串行通信控制器接口進(jìn)行數(shù)據(jù)接收的核心部分，其模塊結(jié)構(gòu)如圖5所示。