AT91系列ARM硬件設計筆記 - 全文

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　　電源問題

　　1.VDDCORE和VDDIO引腳電源

　　A)VDDCORE和VDDIO引腳電源必須連接到使用退耦電容的干凈的直流電源上;退耦電容應盡可能的接近微控制器的VDD和GND引腳;退耦電容典型值是33nF到100nF。

　　B)除保證復位的延時時間大于兩個電源的上升時間外，對電源的時序上沒有特殊的要求。

　　C) 值得注意的是在VDDCORE一直給微控制器供電保存內部RAM和寄存器內容時VDDIO供電不能停止，如果這樣的話他不是破壞性的，帶能導致內部外圍設備的輸入進入一個不確定的狀態(tài)。此外，除電流連續(xù)狀態(tài)下的阻性負載外，VDDIO的電流消耗依賴于連接到EBI的I/O線和PIO線切換時的負載電容。這就是說，當CPU處于備用狀態(tài)時不需要停止VDDIO.

　　2.VPP引腳

　　VPP用來提高FLASH的編程和擦除速度。電壓范圍參見數(shù)據(jù)手冊。VPP引腳可以不連接，為防止意外，可以考慮施加一個已知的電平以防止步必要的動作。

　　主時鐘引腳

　　1.MCKI引腳

　　MCKI引腳是微控制器的主時鐘輸入引腳。此引腳輸入一個方波時鐘信號。外部時鐘的高半周期(tCH)和低半周期(tCL)有一個最小值，見數(shù)據(jù)手冊。AT91X40X系列沒有內部振蕩器，僅僅連接一個晶振是不可以的。

　　2.MCKO引腳

　　MCKO引腳提供一個延時的MCKI引腳的時鐘輸入信號的鏡像以提供系統(tǒng)內的其他設備使用。MCKO驅動能力低，用它來驅動幾個TTL負載是不可行的。當使用BGA封裝的AT91X40X系列微控制器時，如果這個引腳不使用，強烈建議你將它作為PCB上的測試點。這樣用來快速判斷微控制器是否有一個正確的時鐘

　　NRST輸入引腳

　　NRST引腳用于主系統(tǒng)復位。它為低時復位所有內部設備寄存器，ARM內核的程序計數(shù)器和JTAG/ICE端口。在系統(tǒng)引導時他采樣BMS和NTRI引腳。NRST必須被保持到提供給微控制器的電源穩(wěn)定和依照外部振蕩器的啟動時間。

　　在釋放NRST引腳前必須保持0電平至少10個時鐘周期以便能夠正確的采樣BMS和NTRI引腳。

　　復位期間采樣的引腳

　　1.引導模式選擇引腳(BMS)

　　P25/BMS 輸入引腳在NRST引腳的上升沿采樣。這個引腳使ARM7TDMI內核從他的內部閃存，或連接到EBI的片選0(NCS0)的一個或多個閃存開始讀取指令。一旦BMS引腳在復位期間被采樣完畢并且處理器正確初始化，P25/BMS引腳能夠作為通用I/O引腳。

　　依賴于BMS引腳的電平，能夠選擇引導用存儲器數(shù)據(jù)總線寬度的選擇，8位或16位。具體請參見數(shù)據(jù)手冊。

　　2.三態(tài)輸入引腳

　　為了調試的方便，AT91X40X系列提供了一個三態(tài)模式。這能夠從目標板連接仿真探頭到應用板。在三態(tài)模式，所有AT91X40X系列微控制器的輸出驅動引腳均被禁止。對于基于閃存的AT91FR40X系列微控制器，三態(tài)模式使編程器像對待ATMEL閃存一樣對待微控制器。

　　當用戶不使用AT91系列的三態(tài)模式時，在復位期間NTRI引腳必須通過一個400KR的電阻上拉。注意，NTRI引腳復用為I/O線P21和USART1的TXD1引腳。如果此引腳連接到一個內部包含400KR電阻的標準RS232驅動器，則不需要上拉電阻。詳細參見RS232驅動器。

　　JTAG/ICE端口引腳

　　在帶IEEE1149標準的JTAG/ICE端口的任何ARM處理器中，TDI,TDO,TMS和TCK是最少的引腳。除TDO引腳外的其他所有引腳內部均有大約10KR的上拉電阻。

　　這些引腳用來訪問ARM內核的ICE以進行調試。ATX40X系列在數(shù)字I/O單元不具有邊界掃描特性，因此在此系列中JTAG的邊界掃描特性不能使用。

　　PIO引腳

　　1.復用引腳

　　大多數(shù)的I/O引腳復用為一個或兩個內部設備。這些引腳的大多數(shù)在PIO模式重新安排狀態(tài)，舉例來說，對于P21/TXD/NTR1示例來說，不受內部設備驅動。其他一些引腳像地址線A20-A23在外圍模式有他們自己的安排狀態(tài)，舉例來說，受EBI驅動。如果這些引腳復位后由不由外圍設備驅動，他們作為通用I/O引腳。

　　未使用的引腳不用連接但為了避免一些外部異常信號導致的不必要行為和/或內部震蕩導致的額外電流損耗，通?？紤]在初始化代碼中設置這些未使用的引腳為輸出模式。這些I/O線在嵌入式微控制器中沒有上拉或下拉電阻。

　　2.單一功能的PIO引腳

　　單一功能的PIO引腳不和任何內部設備復用的I/O引腳。缺省狀態(tài)，所有I/O引腳在復位后在輸入模式。未使用的I/O引腳可以不連接，但要在初始化代碼中設置為輸出模式。這些I/O線在嵌入式微控制器中沒有上拉或下拉電阻。

　　1.地址線引腳

　　AT91X40X 系列地址總線有24根地址線并且因此能夠訪問16M的存儲器空間。地址線A0-A23不能和任何PIO線或內部設備復用。地址線A20-A23復用為 PIO線和四個附加的4個片選線。在訪問設備時如果這4個高4位地址線不使用，他們能夠作為片選線或PIO線。當使用基于閃存的AT91X40X系列微控制器時，注意地址線A20復位后不得作為片選線(CS7)或PIO線。A20是內部閃存的MSB(最高位)。

　　2.數(shù)據(jù)總線引腳

　　AT91X40X 系列數(shù)據(jù)總線能夠使用8-位或16-位模式，這依賴于片選線0(NCSO)的BMS引腳狀態(tài)和其他所有片選線的EBI芯片選擇寄存器的配置。需要注意的是，AT91X40X系列微控制器的數(shù)據(jù)總線沒有內部上拉或下拉電阻。強烈建議你增加100KR左右的上拉或下拉電阻以防止外部干擾信號導致的未知動作和 /或內部振蕩器故障導致的VDDIO和VDDCORE的額外電流損耗。AT91的EBI數(shù)據(jù)總線能夠驅動的負載電容能夠通過AT91 EBI定時計算器應用筆記估算。

　　3.控制信號引腳

　　控制總線有以下幾個模式讀寫線，片選線和字節(jié)選擇線，他們使用戶能夠連接多種存儲器和外圍設備。注意的是，依賴于微控制器的主時鐘，必須NWR和NRD線可接受的最大負載電容在可接受的范圍內。過載的NWR和NRD線可以延長一些EBI延時，因而發(fā)生讀或寫訪問不一致。

　　控制總線信號能夠驅動的負載電容能夠通過AT91 EBI定時計算器應用筆記估算。

　　4.NWAIT引腳

　　在訪問的任何時間或標準的等待狀態(tài)不足夠時NWAIT引腳能夠增加讀或寫訪問的額外的等待周期。當NWAT引腳被檢測到為低時，內核時鐘停止并且EBI停止當前訪問但不改變輸出信號或內部計數(shù)器和狀態(tài)。當NWAIT引腳被重新釋放后，內核時鐘啟動并且EBI結束訪問操作。

　　NWAIT引腳輸入低激活并且在主時鐘的上升沿檢測。NWAIT輸入信號僅僅能夠在主時鐘低階段同步激活。

　　NWAIT 信號在時鐘的上升沿也必須保證設置時間和保持所需的時間匹配。當設置和保持時間不匹配時，它可以立即凍結EBI信號到他們的活動狀態(tài)(或甚至一些周期之后)并且保持這個狀態(tài)直到執(zhí)行硬件復位。如果NWAIT引腳由像DSP或FPGA之類的外部器件驅動，用戶必須保證當AT91微控制器上電時NWAIT引腳為高驅動。如果NWAIT引腳未使用，必須增加一個100KR的上拉電阻。