嵌入式系统中的接口技术.docx

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1、嵌入式系统中的接口技术 (1)Flash存储器是一种非易失性存储器，根据构造的不同可以将其分为NORFlash和NANDFlash两种。 (2)Flash存储器的特点：A、区块构造：在物理上分成假设干个区块，区块之间互相独立。B、先擦后写：Flash的写操作只能将数据位从1写成0，不能从0写成1，所以在对存储器进展写入之前必须先执行擦除操作，将预写入的数据位初始化为1。擦除操作的最小单位是一个区块，而不是单个字节。C、操作指令：执行写操作，它必须输入一串特殊指令(NORFlash)或完成一段时序(NANDFlash)才能将数据写入。D、位反转：由于Flash的固有特性，在读写经过中偶然会产生一

2、位或者几位的数据错误。位反转无法防止，只能通过其他手段对结果进展事后处理。E、坏块：区块一旦损坏，将无法进展修复。对已损坏的区块操作其结果不可预测。 (3)NORFlash的特点：应用程序可以直接在闪存内运行，不需要再把代码读到系统RAM中运行。NORFlash的传输效率很高，在1MB4MB的小容量时具有很高的本钱效益，但是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。 (4)NANDFlash的特点可以进步极高的密度单元，可以到达高存储密度，并且写入和擦除的速度也很快，这也是为何所有的U盘都使用NANDFlash作为存储介质的原因。应用NANDFlash的困难在于闪存需要特殊的系统接口。 (5)N

3、ORFlash与NANDFlash的区别：A、NORFlash的读速度比NANDFlash稍快一些。B、NANDFlash的擦除和写入速度比NORFlash快很多C、NANDFlash的随机读取才能差，合适大量数据的连续读取。D、NORFlash带有SRAM接口，有足够的地址引进来寻址，可以很容易地存取其内部的每一个字节。NANDFlash的地址、数据和命令共用8位总线(有写公司的产品使用16位)，每次读写都要使用复杂的I/O接口串行地存取数据。E、NORFlash的容量一般较小，通常在1MB8MB之间;NANDFlash只用在8MB以上的产品中。因此，NORFlash只要应用在代码存储介质中

4、，NANDFlash适用于资料存储。F、NANDFlash中每个块的最大擦写次数是一百万次，而NORFlash是十万次。G、NORFlash可以像其他内存那样连接，非常直接地使用，并可以在上面直接运行代码;NANDFlash需要特殊的I/O接口，在使用的时候，必须先写入驱动程序，才能继续执行其他操作。因为设计师绝不能向坏块写入，这就意味着在NANDFlash上自始至终必须进展虚拟映像。H、NORFlash用于对数据可靠性要求较高的代码存储、通信产品、网络处理等领域，被成为代码闪存;NANDFlash那么用于对存储容量要求较高的MP3、存储卡、U盘等领域，被成为数据闪存。2、RAM存储器 (1)

5、SRAM的特点：SRAM表示静态随机存取存储器，只要供电它就会保持一个值，它没有刷新周期，由触发器构成根本单元，集成度低，每个SRAM存储单元由6个晶体管组成，因此其本钱较高。它具有较高速率，常用于高速缓冲存储器。通常SRAM有4种引脚：CE：片选信号，低电平有效。R/W：读写控制信号。ADDRESS：一组地址线。DATA：用于数据传输的一组双向信号线。 (2)DRAM的特点：DRAM表示动态随机存取存储器。这是一种以电荷形式进展存储的半导体存储器。它的每个存储单元由一个晶体管和一个电容器组成，数据存储在电容器中。电容器会由于漏电而导致电荷丧失，因此DRAM器件是不稳定的。它必须有规律地进展刷

6、新，进而将数据保存在存储器中。DRAM的接口比拟复杂，通常有一下引脚：CE：片选信号，低电平有效。R/W：读写控制信号。RAS：行地址选通信号，通常接地址的高位局部。CAS：列地址选通信号，通常接地址的低位局部。ADDRESS：一组地址线。DATA：用于数据传输的一组双向信号线。 (3)SDRAM的特点：SDRAM表示同步动态随机存取存储器。同步是指内存工作需要同步时钟，内部的命令发送与数据的传输都以它为基准;动态是指存储器阵列需要不断的刷新来保证数据不丧失。它通常只能工作在133MHz的主频。 (4)DDRAM的特点DDRAM表示双倍速率同步动态随机存取存储器，也称DDR。DDRAM是基于S

7、DRAM技术的，SDRAM在一个时钟周期内只传输一次数据，它是在时钟的上升期进展数据传输;而DDR内存那么是一个时钟周期内传输两次次数据，它可以在时钟的上升期和下降期各传输一次数据。在133MHz的主频下，DDR内存带宽可以到达13364b/82=2.1GB/s。3、硬盘、光盘、CF卡、SD卡4、GPIO原理与构造GPIO是I/O的最根本形式，它是一组输入引脚或者输出引脚。有些GPIO引脚可以加以编程改变工作方向，通常有两个控制存放器：数据存放器和数据方向存放器。数据方向存放器设置端口的方向。假如将引脚设置为输出，那么数据存放器将控制着该引脚状态。假设将引脚设置为输入，那么此输入引脚的状态由引

8、脚上的逻辑电路层来实现对它的控制。5、A/D接口 (1)A/D转换器是把电模拟量转换为数字量的电路。实现A/D转换的方法有很多，常用的方法有计数法、双积分法和逐次逼进法。 (2)计数式A/D转换法其电路主要部件包括：比拟器、计数器、D/A转换器和标准电压源。其工作原理简单来讲就是，有一个计数器，从0开场进展加1计数，每进展一次加1，该数值作为D/A转换器的输入，其产生一个比拟电压VO与输入模拟电压VIN进展比拟。假如VO小于VIN那么继续进展加1计数，直到VO大于VIN，这时计数器的累加数值就是A/D转换器的输出值。这种转换方式的特点是简单，但是速度比拟慢，十分是模拟电压较高时，转换速度更慢。

9、例如对于一个8位A/D转换器，假设输入模拟量为最大值，计数器要从0开场计数到255，做255次D/A转换和电压比拟的工作，才能完成转换。 (3)双积分式A/D转换法其电路主要部件包括：积分器、比拟器、计数器和标准电压源。其工作原理是，首先电路对输入待测电压进展固定时间的积分，然后换为标准电压进展固定斜率的反向积分，反向积分进展到一定时间，便返回起始值。由于使用固定斜率，对标准电压进展反向积分的时间正比于输入模拟电压值，输入模拟电压越大，反向积分回到起始值的时间越长。只要用标准的高频时钟脉冲测定反向积分花费的时间，就可以得到相应于输入模拟电压的数字量，也就完成了A/D转换。其特点是，具有很强的抗

10、工频干扰才能，转换精度高，但转换速度慢，通常转换频率小于10Hz，主要用于数字式测试仪表、温度测量等方面。 (4)逐次逼近式A/D转换法其电路主要部件包括：比拟器、D/A转换器、逐次逼近存放器和基准电压源。其工作原理是，本质上就是对分搜索法，和平时天平的使用原理一样。在进展A/D转换时，由D/A转换器从高位到低位逐位增加转换位数，产生不同的输出电压，把输入电压与输出电压进展比拟而实现。首先使最高位为1，这相当于取出基准电压的1/2与输入电压比拟，假如在输入电压小于1/2的基准电压，那么最高位置0，反之置1。之后，次高位置1，相当于在1/2的范围中再作对分搜索，以此类推，逐次逼近。其特点是，速度

11、快，转换精度高，对N位A/D转换器只需要M个时钟脉冲即可完成，一般可用于测量几十到几百微秒的过渡经过的变化，是目前应用最普遍的转换方法。 (5)A/D转换的重要指标(有可能考一些简单的计算)A、分辨率：反映A/D转换器对输入微小变化响应的才能，通常用数字输出最低位(LSB)所对应的模拟电压的电平值表示。n位A/D转换器能反映1/2n满量程的模拟输入电平。B、量程：所能转换的模拟输入电压范围，分为单极性和双极性两种类型。C、转换时间：完成一次A/D转换所需要的时间，其倒数为转换速率。D、精度：精度与分辨率是两个不同的概念，即使分辨率很高，可以能由于温漂、线性度等原因使其精度不够高。精度有绝对精度

12、和相对精度两种表示方法。通常用数字量的最低有效位LSB的分数值来表示绝对精度，用其模拟电压满量程的百分比来表示相对精度。例如，满量程10V，10位A/D芯片，假设其绝对精度为1/2LSB，那么其最小有效位LSB的量化单位为：10/1024=9.77mv，其绝对精度为9.77mv/2=4.88mv，相对精度为：0.048%。6、D/A接口根本 (1)D/A转换器使将数字量转换为模拟量。 (2)在集成电路中，通常采用T型网络实现将数字量转换为模拟电流，再由运算放大器将模拟电路转换为模拟电压。进展D/A转换实际上需要上面的两个环节。 (3)D/A转换器的分类：A、电压输出型：常作为高速D/A转换器。

13、B、电流输出型：一般外接运算放大器使用。C、乘算型：可用作调制器和使输入信号数字化地衰减。 (4)D/A转换器的主要指标：分辨率、建立时间、线性度、转换精度、温度系数。7、键盘接口 (1)键盘的两种形式：线性键盘和矩阵键盘。 (2)识别键盘上的闭合键通常有两种方法：行扫描法和行反转法。 (3)行扫描法是矩阵键盘按键常用的识别方法，此方法分为两步进展：A、识别键盘哪一列的键被按下：让所有行线均为低电平，查询各列线电平是否为低，假如有列线为低，那么讲明该列有按键被按下，否那么讲明无按键按下。B、假如某列有按键按下，识别键盘是哪一行按下：逐行置低电平，并置其余各行为高电平，查询各列的变化，假如列电平

14、变为低电平，那么可确定此行此列穿插点处按键被按下。8、显示接口 (1)LCD的根本原理是，通过给不同的液晶单元供电，控制其光线的通过与否，进而到达显示的目的。 (2)LCD的光源提供方式有两种：投射式和反射式。笔记本电脑的LCD显示器为投射式，屏的背后有一个光源，因此外界环境可以不需要光源。一般微控制器上使用的LCD为反射式，需要外界提供电源，靠反射光来工作。电致发光(EL)是液晶屏提供光源的一种方式。 (3)按照液晶驱动方式分类，常见的LCD可以分为三类：改变向列类(TN)、超扭曲向列型(STN)和薄膜晶体管型(TFT)。 (4)市面上出售的LCD有两种类型：带有驱动电路的LCD显示模块，只

15、要总线方式驱动;没有驱动电路的LCD显示器，使用控制器扫描方式。 (5)通常，LCD控制器工作的时候，通过DMA恳求总线，直接通过SDRAM控制器读取SDRAM中指定地址(显示缓冲区)的数据，此数据经过LCD控制器转换成液晶屏扫描数据格式，直接驱动液晶显示器。 (6)VGA接口本质上是一个模拟接口，一般都采用统一的15引脚接口，包括2个NC信号、3根显示器数据总线、5个GND信号、3个RGB色彩分量、1个行同步信号和1个场同步信号。其色彩分量采用的电平标准为EIA定义的RS343标准。9、触摸屏接口 (1)按工作原理分，触摸屏可以分为：外表声波屏、电容屏、电阻屏和红外屏几种。 (2)触摸屏的控

16、制采用专业芯片，例如ADS7843。10、音频接口 (1)根本原理：麦克风输入的数据经音频编解码器解码完成A/D转换，解码后的音频数据通过音频控制器送入DSP或者CPU进展相应的处理，然后数据经音频控制器发送给音频编码器，经编码D/A转换后由扬声器输出。 (2)数字音频的格式有多种，最常用的是下面三种：A、采用数字音频(PCM)：是CD或者DVD采用的数据格式。其采样频率为44.1kHz。精度为16位时，PCM音频数据速率为1.41Mb/s;精度为32位时为2.42Mb/s。一张700MB的CD可以保存大约60分钟的16位PCM数据格式的音乐。B、MPEG层3音频(MP3)：MP3播放器采用的

17、音频格式。立体声MP3数据速率为112kb/s至128kb/s。C、ATSC数字音频压缩标准(AC3)：数字TV、HDTV和电影数字音频编码标准，立体声AC3编码后的数据速率为192kb/s。 (3)IIS是音频数据的编码或者解码常用的串行音频数字接口。IIS总线只处理声音数据，其他控制信号等那么需要单独传输。IIS使用了3根串行总线：数据线SD、字段选择线WS、时钟信号线SCK。 (4)当接收方和发送方的数据字段宽度不一样时，发送方不考虑接收方的数据字段宽度。假如发送方发送的数据字段小于系统字段宽度，就在低位补0;假如发送方的数据宽度大于接收方的宽度，那么超过LSB的局部被截断。字段选择WS用来选择左右声道，WS=0表示选择左声道;WS=1表示选择右声道。此外，WS能让接收设备存储前一个字节，并准备接收下一个字节。