嵌入式系统原理 第五章 常用外围设备及接口 |
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目录 5.1 通用输入输出端口 GPIO: GPIO的构成: I/O端口的使用: 5.2 中断系统 中断的概念: 终端的作用: 终端系统的构成: 中断控制器的功能: 中断管理功能的实现: 5.3 定时部件 时钟部件: 定时部件: 三种内部时钟信号: 定时器: 实时时钟: 看门狗定时器: 看门狗定时器中断: 看门狗定时器复位: 5.4 通用异步收发器 5.5 A/D与D/A转换器 5.1 通用输入输出端口 GPIO:通用输入输出端口,是嵌入式系统的重要组成部分 用于连接各种类型的输入输出设备,以实现他们与微处理器之间的数据传输 GPIO的构成:130个GPIO引脚,分为9组,GPA~GPJ 每个端口具有多种功能,具体哪一种可在主程序运行之前编程设置对应的控制寄存器 如果某个引脚不用与特定功能,则其可设置为普通的输入输出引脚 I/O端口的使用:通过每个端口对应的控制寄存器来编程设定(每个引脚使用哪种功能,I/O端口的状态) 5.2 中断系统 中断的概念:微处理器在执行正常程序的过程中,因某事件发生,收到来自外围部件的请求信号。若能够响应该 信号,则暂停当前程序的正常执行,转去执行针对请求事件的处理操作,待结束后再返回被暂时中 断的程序继续执行。 终端的作用: 并行处理:在外围设备需要传输数据时才产生“中断”,使得微处理器可以与多个外围设备同时工作,提高了微处理器的工作效率。实时处理:在实时控制系统中,外围设备提出服务请求的时间是随机的。只有通过中断系统,才能对他们进行快速响应。故障处理:系统在运行过程中,常常会出现一些突发性故障,利用中断功能就可以对它们进行实时处理。 终端系统的构成:由芯片外部中断请求引脚和内部外设触发的是外部中断请求(IRQ)和快速中断请求(FIQ) 借助中断控制器,接收并管理60个中断源发出的中断请求信号 一级中断源 二级中断源 中断控制器的功能: 外部中断请求信号管理中断模式设定中断请求信号标记中断屏蔽设定中断优先级管理中断服务标记 中断管理功能的实现:特殊功能寄存器SFR--16个 外部中断控制寄存器 外部中断滤波寄存器 外部中断屏蔽寄存器 外部终端挂起寄存器 5.3 定时部件 时钟部件: 为微处理器工作提供基本的时钟信号,以实现其内部功能电路,及外围设备的时序控制(时钟控制模块) 定时部件: 产生不同周期或特定波形的时钟信号,满足不同的实际应用需求对外部输入信号进行计数为系统提供时间信息,例如年、月、日、星期、时、分、秒等当系统出现故障时,为各控制器提供复位信号(定时器、实时时钟、看门狗定时器) 三种内部时钟信号: FCLK 内核时钟:供微处理器(内核)使用的时钟信号HCLK 总线时钟:供外围总线APB使用的时钟信号PCLK I/O接口时钟:供高性能总线AHB使用的时钟信号 定时器:功能:定时、计数、脉宽调制 实时时钟:用于提供年月日时分秒星期等实时时间信息 系统电源关闭情况下,可以依靠备用电池工作 看门狗定时器:一种用于当噪音或系统错误引起故障时,恢复控制器操作的定时器 看门狗定时器中断:是看门狗定时器作为普通定时器应用时,向微处理器发出内部中断请求 看门狗定时器复位:是让微处理器复位,相当于重新启动所有程序 5.4 通用异步收发器无 5.5 A/D与D/A转换器无 |
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