基于双口RAM芯片的数控运动控制卡接口电路设计.docx

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1、基于双口RAM芯片的数控运动控制卡接口电路设计基于双口RAM芯片的数控运动控制卡接口电路设计zouzl导语：简介IDT7005芯片，一种基于IDT7005芯片的数控运动控制卡接口电路和ispGAL20V8B的控制电路程序设计摘要：简介IDT7005芯片，一种基于IDT7005芯片的数控运动控制卡接口电路和ispGAL20V8B的控制电路程序设计。关键词：双口RAM；数控运动控制卡；接口电路设计在高速单片机数据收集和处理系统中，随着收集数据量及数据处理任务的增加，对数据传送的要求也越来越高，依靠单片机自带的串口实现数据的串行传输已无法知足要求，必需要进展高速的并行数据传输。双口RAM可以方便地构

2、成各种工作方式下的高速数据传送介质，解决数据传输低速引起的瓶颈问题。无论是并行处理网络中的数据分享，还是流水线方式的高速数据传输，双口RAM都可以发挥重要作用，进而保证数据通路的畅通。一、IDT7005芯片双口RAM除了数据存储功能外，还提供两个完全独立的端口，每个端口分别有自己的控制线、地址线和I/O数据线，允许双端口同时读写数据，合适于两个单片机以总线方式对存储空间的分享。IDT7005是IDT公司消费的高速8kb的八位双端口RAM器件，它具有存取速度快、功耗低、可完全异步操纵、接口电路简单等优点。IDT7005L具有两端完全对称构造即两套完全独立的I/O控制线、地址线、数据线和仲裁中断旗

3、语逻辑模块，使得IDT7005L成为真正的双端口RAM，允许两个控制器同时读取任何存储单元，但不允许同时写或者一读一写同一地址单元。该芯片内部的功能构造如图1所示。二、硬件电路接口设计1.IDT7005L的旗语令牌传递法由于IDT7005具有两套独立的总线构造，可用多种方法解决两边对同一单元的争用问题。一般可以利用双口RAM的BUSY信号，但当两端口对同一地址单元同时存取数据时，其中一个端口处于等待状态，对于高速数据传输来讲，插入等待状态会降低数据传输效率，这在某些情况下是不可以承受的，此时可以利用IDT7005L提供的旗语电路。这里介绍最为常用的旗语令牌传递法。IDT7005L的旗语操纵见表

4、1。IDT7005内部有八个独立于存储单元的锁存器，最多将8kb存储单元分为八局部，可用来指示是否相应的分享RAM正被使用。当一侧端口访问分享RAM时先向相应的锁存逻辑单元写入“0，如读出“1那么表示分享RAM正被另一侧占用，直到另一侧端口释放令牌，此时读出的数据为“0，可访问相应RAM。另外，值得留意的是，对旗语进展操纵，应先写后读，不要先读后写，以防止出现争用系统总线的现象。2.总体设计方案接口电路设计的上位机采用工业控制机，AT89S52单片机作为下位机，ISA总线与双口RAM以及双口RAM与单片机的总体通讯方案原理见图2。1IDT7005芯片接口设计。由于分享RAM使用了存储器寻址，而

5、旗语令牌的锁存逻辑单元使用了I/O寻址，所以SMEW信号和IOW信号相与后送给IDT7005的R/WR信号，同样，SMER信号和IOR相与后送给IDT7005的OER信号。对分享RAM和旗语令牌访问时片选信号分别采用CE和SEM。ISA总线的A0A12接到IDT7005的A0RA12R作为地址线，A13A19接到GAL20V8B的一组输入端。本试验中，分享RAM可配置在D0000HDFFFFH，旗语令牌可配置在300H3FFH。2ispGAL20V8B的读写控制电路程序设计。通用阵列逻辑GAL是由可编程的与阵列、固定不可编程的或者阵列和输出逻辑宏单元OLMC三局部构成。GAL芯片须借助GAL的

6、开发软件和硬件，对其编程写入后，才能使GAL芯片具有预期的逻辑功能。GAL20V8B有八个I/O口、14个输入口、10个存放器单元，最高频率超过100MHz。它通经过序来控制可编程阵列区的软连线，进而实现所需的逻辑电路。ISA总线接口卡上采用GAL20V8B芯片实现存储器地址范围选择、I/O地址选择、地址总线和数据总线的选通控制、ISA总线与双口RAM间的控制信号产生等功能。该系统所采用的控制逻辑的程序如下。MODULEIDT7005/模块IDT7005开场TITLEIDT7005/标题语句ADAPIN15;IOW,IOR,SMEMW,SMEMRPIN1,2,4,5;/输入管脚讲明A14,A1

7、5,A16,A17,A18,A19PIN7,8,9,10,11,13;K1,K2,K3,K4PIN23,22,21,20;OE,CE,RW,SEMPIN18,19,17,16;S1=A14,A15,A16,A17;/地址译码组合S2=K1,K2,K3,K4;EQUATIONS/逻辑方程描绘WHENS1=S2THENADA=1ELSEADA=0;!CE=!SMEMW&SMEMR&ADA&A18!SEM=!IOW&IOR&!A18#A19;RW=SMEMWOE=SMEMREND/模块IDT7005完毕经烧写后的管脚功能图见图3。三、完毕语通过双口RAM实现单片机与上位机数据通讯接口电路的设计及其ISA形式应用，利用IDT7005芯片实现了数控机床运动控制卡主从式处理器间的通讯，试验证实，该方法与串行和并行通讯相比，具有速度快、数据传输可靠性高、抗干扰才能强、实现简单的优点，有很强的实际应用价值。0