硬件系统设计

14.9.2 PC机与DSP的点对点的串行通信接口 使用MAX3232实现TTL/RS-232C之间的电平转换电路。
TTL/RS-232C电平转换电路
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为了提高串行通讯的可靠性，增大串行通讯的距离，可采 用RS-422A、RS-485等标准来实现PC机与DSP之间的串 行通讯。
基于RS-422A的串行通信连接框图
14.1 DSP硬件系统设计的一般步骤
根据系统要求选择合适的DSP芯片 从DSP芯片的运算速度、运算精度、DSP芯片所提
供的片内资源、芯片的开发工具及开发难易程 度、芯片的功耗、芯片的封装、质量标准、供 货情况、生命周期等几个方面考虑。 根据系统要求选择外围芯片 如复位芯片、电源转换芯片、存储器、时钟芯片 等。尽量选择市场上的主流和常用芯片。
部I/O口。在进行简单I/O接口电路的设计时，一般应遵 循“输入三态、输出锁存”与总线相连的设计原则， 即输入口可使用三态缓冲器或带有三态输出的锁存器， 而输出口只能使用锁存器，否则将无法保留所送信号。
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14.9 DSP的串行通信接口技术
14.9.1 各种标准串行通信接口 各种串行接口性能比较
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力，如下图 所示。图中的74LVTH245还具有电平转 换的功能。
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总线驱动电路
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14.8.2 I/O接口电路扩充设计
I/O口（输入/输出口）是DSP应用系统中不可缺少的组成 部分。
外扩I/O口的方法主要有两种： 一种是采用TTL电路或CMOS电路的三态缓冲器、触发器
和锁存器等构成简单I/O口。 另一种是采用通用I/O集成芯片或可编程逻辑器件构成外
专用芯片复位电路实例
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RC电路设计的复位电路图实例
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14.5 外扩数据存储器和程序存储器
下图给出了240x与外部程序存储器的接口电路图。 DSP的地址线、数据线与程序存储器的地址线、数据
线直接相连，利用PS*信号选通外部程序存储器， 并用RD*信号请求从外部程序存储器读数据。
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240x与外部程序存储器的接口电路
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14.2 3.3V和5V混合逻辑系统设计
1．各种电平转换标准
5V CMOS、5V TTL和3.3V TTL 电平标准
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2． 3.3V 器件与5V器件接口
3.3V 器件与5V器件接口的两类情况： （1）由于3.3V TTL器件与5V TTL器件逻辑电平是相
同的，因此3.3V TTL器件可以直wenku.baidu.com驱动5V TTL器 件。 （2）其它情况建议使用电平转换芯片，如 74LVTH245 、74LVTH16245、SN74LVC164245 、 SN74LVC4245等。
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⑦数字输出特性； ⑧工作环境； ⑨保存环境等。 DAC的主要性能指标是： ①分辨率； ②建立时间； ③精度； ④输出范围； ⑤供电电源； ⑥数字输入特性； ⑦工作环境； ⑧保存环境
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仿真RAM电路图
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14.6 实现片选的基本方法
DSP对外部功能器件的片选方法有两种：线选法和 译码选通法。
一般使用通用译码器74LSl38、74LSl39和74LS154 等对DSP的低位地址线进行译码。
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I/O口空间的译码电路图
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14.7 JTAG仿真接口设计
对DSP的仿真调试和程序烧写均通过JTAG接口进行。
对于3.3V TTL器件驱动5V CMOS器件,由于前者 输出的高电平最低电压是2.4V,而后者要求输入高电 平最低电压是3.5V，因此二者不能直接相连，必需 进行电平转换。
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14.3 电源转换电路设计
常用电源芯片
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以TPS7333为例的电源转换设计电路，如下图所示。其输 入电压5V，输出3.3V，输出最大电流500mA。
基于RS-485的串行通信连接框图
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14.10 DSP与A/D、D/A的接口
将模拟量转换成数字量的器件称为模数转换器（ADC）。 将数字量转换成模拟量的器件称为数模转换器（DAC）。 ADC的主要性能指标是：
① 分辨率； ② 转换时间； ③ 精度； ④ 输入电压范围； ⑤ 输入电阻； ⑥ 供电电源；
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下图给出了240x与外部数据存储器的接口电路图。 DSP的地址线、数据线与数据存储器的地址线、数
据线直接相连，利用DS*信号选通外部数据存储 器，用RD*信号请求从外部数据存储器读数据， 用WE*信号向外部数据存储器写数据。
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240x与外部数据存储器的接口电路图
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仿真调试阶段需用一片仿真RAM作为临时的程序存 储器，仿真前将程序载入仿真RAM中，然后就可 以进行单步执行、设置断点、全速执行等调试操 作。仿真RAM电路见下图。
JTAG仿真接口设计 注1：脚6没有连接，而且应该把双排针连接器的该针脚
去掉，仿真器的DSP连接器通常用此脚进行定位。 注2：TDI、TCK、TMS、 EMU0、EMU1引脚最好接上
拉电阻，TRST*引脚最好接下拉电阻。
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14.8 总线驱动及I/O接口电路扩充设计
14.8.1 总线驱动电路 在总线负载较重的情况，应使用总线缓冲器增强驱动能
5V-3.3V转换电路实例
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14.4 时钟及复位电路设计
1．时钟电路设计 时钟电路设计需要考虑以下问题： （1）频率。即系统工作的时钟频率。 （2）信号电平。是5V还是3.3V，是TTL电平还是CMOS
电平等。 （3）时钟的边沿特性。上升沿和下降沿的时间。 （4）驱动能力。考虑整个系统中需要时钟的器件数目。 （5）采用有源晶振还是无源晶体。有源晶振驱动能力比
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考虑电平兼容问题 240x DSP的工作电压3.3V，但很多外围芯片的工
作电压是5V。因此要考虑3.3V和5V电平兼容问 题。 设计电原理图 可采用Protel99 SE等软件进行电原理图设计，如 有必要应对原理图进行仿真。 设计印制电路板图（PCB） 在完成PCB的设计进行制板以前，如有必要还要 对PCB设计进行仿真，用以完成对信号完整性、 电磁干扰、热仿真等的功能检验。
较强，频率范围也很宽，在1Hz-400MHz之间。无源晶 体的优点是价格便宜，但是驱动能力比较差，而且频 率范围也比较小（一般在20kHz-60MHz）。
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外部振荡器时钟输入电路实例（有源晶振）
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2．复位电路设计 TMS320LF240x/240xA系列DSP为低电平复位。 一般有两种设计方法：专用芯片和RC电路法。