嵌入式最小系统设计2

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1、1AT91RM9200简介AT91RM9200是Atmel公司基于ARM920T核的高性能、低功耗16/32位RISC（精简指令集计算机）微处理器，内部集成丰富的外设资源，适用于要求外设资源丰富、功耗低、工作严格稳定的工业控制等方面，如嵌入式工业控制、医疗设备、网络通信、移动计算等。AT91RM9200微处理器最高主频为180MH乙其双向、32位外部数据总线支持8位、16位、32位数据宽度，26位地址总线可以对最大64MB空间寻址。AT91RM9200片内集成了非常丰富的外围功能模块，包括全功能MMU虚拟内存管理单元、内部16kBSRAM和128kBROM、E

2、BI接口控制器、增强的时钟和PMC（电源管理控制器）,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，包括定时中断、看门狗、秒计数器的系统定时器，带报警中断的实时时钟，带有8级优先级、可单个屏蔽中断源的AIC（先进中断控制器），7个外部中断源和1个快速中断源，4个32位的IO控制器，20通道外围数据控制器（PDC或DMA）,1个10Mbit-s-1/100Mbit-s-1以太网控制器，1个USB2.0主机接口，1个USB2.0设备接口，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

3、/从SPI（串行设备接口），1个两线串行接口TWI（主模式），JTAG/ICE接口等。2硬件设计最小系统是保证微处理器可靠工作所必须的基本电路。基于AT91RM9200微处理器的最小嵌入式系统由微处理器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组成，其原理框图如图1所示。2.1电源电路在系统中，AT91RM9200需要1.8V和3.3V电源，另外，大部分外围器件需要3.3V电源,小部分外围器件还需要5V电源，为了简化系统电源电路的设计，假设系统的输入电压为5V直流稳压电源。为了得到可靠的3.3V电压，

4、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5V,输出电流为3.3V,最大输出电流为0.8Ao同样，选用Sipex公司生产的SPX1117M3-1.8型低压差（LDO）稳压器，便可产生最大输出电流为0.8A的1.8V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和其他需要时钟的外设电路提供工作时钟。本系统使用无源品体振荡器X1（18.432MHz）和X2（32.768kHz）作为系统的主振荡器和慢时钟振荡器，振荡器产生的系统主时钟和慢时钟基准经过微处理器内部2个PLL后，

5、产生系统所需的各种CPU时钟、外没时钟以及USB器件工作时钟。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，即系统复位信号NRST与系统内部调试复位信号NTRSI,都是低电平有效。系统上电后，AT91RM9200必须执行一个上电复位（称为“冷”复位），在过渡状态下，它强制复位信号NRST和NTRST为低直到电源电压和振荡器工作频率稳定为止。此外，NRST和NTRST还可以进行手动按键复位功能，以方便用户调试程序。本设计屮选用FAD公司生产的ADM708型复位电路，它有一个手动复位输入引脚，当工作电压低于3.08V或手动复位输入引

6、脚被拉低时复位IC产生一个低电平信号，持续时间为200mso此外，该复位电路还有一个额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。2.4JTAG接口电路JTAG（联合测试行动小组）是一种国际标准测试协议，主要用于芯片内部测试及对系统进行仿真、调试，是开发、调试嵌入式系统的一种简洁高效的手段。它有2种接门标准：14针接口和20针接口。本设计中选择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存储器用于存储系统运行所需的程序和重要数据，即使掉电程序和数据都不会丢失。设计小推荐电路为Intel

7、公司生产的28F640J3A,其存储容量为64Mbit（8MB）,工作电压为27V〜3.6V,采用48引脚TSOP封装，16位数据宽度。它所需引脚为A[24：]、D[15：0]、NRST、BFCSNCSO、CFOENOENRD、CFWENWENWRO。SDRAM存储器的作用是存放系统运行时的程序和数据，掉电后该部分程序和数据会丢失。设计中使用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

8、・CKE、SDCK、SDCS、RAS、