单片机现场可编程外围芯片PSD的原理及应用PDF电子书下载

上篇 PSD3XX、4XX、5XX结构原理和性能 2

第1章 PSD3XX系列现场可编程微控制器外围芯片 2

1．1 概述 2

1．1．1 主要特征 2

1．1．2 可支持的部分微控制器 3

1．1．3 应用 3

1．2 引言 3

1．3 产品简要说明及引脚功能描述 4

1．4 操作模式 7

1．4．1 多路复用的8位地址/数据总线 7

1．4．2 多路复用的16位地址/数据总线 9

1．4．3 非多路复用的地址/数据，8位数据总线 9

1．4．4 非多路复用的地址/数据，16位数据总线 9

1．5 可编程地址译码器（PAD） 10

1．6 配置位 12

1．7 端口功能 14

1．7．1 多路复用地址/数据模式中的端口A 15

1．7．2 非多路复用地址/数据模式中的端口A 16

1．7．3 多路复用地址/数据以及8位非多路复用模式中的端口B 16

1．7．4 16位非多路复用地址/数据模式中的端口B（PSD 30X） 17

1．7．5 访问I/O端口寄存器 18

1．7．6 所有模式中的端口C 18

1．8 非多路复用模式中的ALE/AS和AD0/A0～AD15/A15 18

1．9 A16～A19输入 19

1．10 EPROM 19

1．11 SRAM 19

1．12 存贮器分页（PSD3X2/3X3） 19

1．13．4 ？/？ 20

1．13．2 ？/E/？（或PSD3X1中的？/E） 20

1．13．3 ALE或AS 20

1．13．1 ？/VPP或R/W 20

1．13 控制信号 20

1．13．5 ？ 21

1．13．6 A19/？ 22

1．14 系统应用 23

1．15 加密方式 26

1．16 CMiser位 26

1．17 PSD3XX的技术规范 27

1．18 擦除和编程 28

1．19 系统开发工具 29

1．19．1 硬件 29

1．19．2 软件 29

1．20 技术支持 29

1．21 PSD301现场可编程微控制器外围芯片 30

1．21．1 主要特征 30

1．21．2 引脚命名及封装形式 31

1．22 PSD311现场可编程微控制器外围芯片 33

1．22．1 主要特征 33

1．22．2 引脚命名及封装形式 34

1．23 PSD302现场可编程微控制器外围芯片 37

1．23．1 主要特征 37

1．23．2 引脚命名及封装形式 38

1．24 PSD312现场可编程微控制器外围芯片 41

1．24．1 主要特征 41

1．24．2 引脚命名及封装形式 42

1．25 PSD303现场可编程微控制器外围芯片 45

1．25．1 主要特征 45

1．25．2 引脚命名及封装形式 46

1．26 PSD313现场可编程微控制器外围芯片 48

1．26．1 主要特征 48

1．26．2 引脚命名及封装形式 49

2．1 3V单片微控制器外围芯片PSD3XXL系列 51

2．1．1 主要特征 51

第2章 PSD3XXL系列和PSD3XXC1系列简介 51

2．1．2 可支持的部分微控制器 52

2．1．3 产品简要说明 52

2．1．4 EPROM和SRAM 54

2．1．5 PSD3XXL的技术规范 55

2．1．6 PSD301L/311L/302L/312L/303L/313L的主要特征 55

2．2 现场可编程（无SRAM）微控制器外围芯片PSD3XXC1系列 56

2．2．1 主要特征 56

2．2．2 可支持的部分微控制器 57

2．2．3 产品简要说明 57

2．2．4 EPROM 59

2．2．5 PSD3XXC1的技术规范 60

2．2．6 PSD301C1/311C1/302C1/312C1/303C1/313C1的主要特征 60

第3章 PSD4XX系列现场可编程微控制器外围芯片 62

3．1主要特征 62

3．2 一般说明 63

3．3 PSD4XX系列 65

3．3．1 PSD4XX引脚功能描述 65

3．3．2 PSD4XX的结构 67

3．4 ZPLD块 67

3．4．1 PSD4XXA1 ZPLD块 67

3．4．2 PSD4XXA2 ZPLD块 73

3．5 总线接口 80

3．5．1 总线接口的配置 81

3．5．2 PSD4XX与多路复用总线的接口 81

3．5．3 PSD4XX与非多路复用总线的接口 82

3．5．4 数据字节选通 83

3．5．5 可选特性 83

3．5．6 总线接口举例 84

3．6 I/O端口 86

3．6．1 标准MCU I/O 86

3．6．6 替换功能输入 87

3．6．5 数据端口 87

3．6．7 外设I/O 87

3．6．3 地址输出 87

3．6．2 PLD I/O 87

3．6．4 地址输入 87

3．6．8 开漏输出 88

3．6．9 端口寄存器 88

3．6．10 端口A—功能和结构 89

3．6．11 端口B—功能和结构 90

3．6．12 端口C和端口D—功能和结构 90

3．6．13 端口E—功能和结构 91

3．7 存贮器块 93

3．7．1 EPROM 93

3．7．2 SRAM 93

3．7．3 存贮器映像 93

3．7．4 8031应用中的存贮器映像 94

3．7．5 外设I/O 95

3．8 电源管理单元 96

3．7．6 页面寄存器 96

3．7．7 安全保护 96

3．8．1 备用方式 97

3．8．2 睡眠方式 98

3．8．3 其他节电选择 98

3．9 系统配置 99

3．9．1 复位输入 101

3．9．2 复位时和复位后的寄存器值 101

3．9．3 ZPLD宏单元的初始化 101

3．10 PSD4XX的技术规范 102

3．11 擦除和编程 104

3．12 引脚命名及封装形式 105

第4章 PSD5XX系列现场可编程微控制器外围芯片 107

4．1 主要特征 107

4．2 概述 108

4．3．1 PSD5XX引脚功能描述 111

4．3 PSD5XX系列 111

4．3．2 PSD5XX的结构 113

4．4 ZPLD块 113

4．4．1 主要特征 113

4．4．2 一般描述 113

4．4．3 ZPLD电源管理 121

4．5 总线接口 122

4．5．1 总线接口的配置 122

4．5．2 PSD5XX与复用总线接口 122

4．5．3 PSD5XX与非复用总线接口 124

4．5．4 数据字节选通 124

4．5．5 可选特性 124

4．5．6 总线接口示例 125

4．6．1 标准MCU I/O 127

4．6 I/O端口 127

4．6．2 PLDI/O 128

4．6．3 地址输出 128

4．6．4 地址输入 128

4．6．5 数据端口 128

4．6．6 特殊功能输出 128

4．6．7 替换功能输入 128

4．6．8 外设I/O 129

4．6．9 开漏输出 129

4．6．10 端口寄存器 129

4．6．11 端口A的功能与结构 130

4．6．12 端口B的功能与结构 131

4．6．13 端口C和D的功能与结构 131

4．6．14 端口E的功能与结构 132

4．7 存贮器块 134

4．7．4 应用在8031的存贮器映像选择 135

4．7．3 存贮器映像的选择 135

4．7．2 SRAM 135

4．7．1 EPROM 135

4．7．5 外设I/O 137

4．7．6 页面寄存器 137

4．7．7 安全保护 138

4．8 电源管理单元 138

4．8．1 备用方式 139

4．8．2 睡眠方式 140

4．8．3 其他节电功能 140

4．9 PSD5XX计数器/定时器 141

4．9．1 概述 141

4．9．2 主要特征 141

4．9．3 计数器/定时器的工作方式 144

4．9．4 波形方式 144

4．9．5 脉冲方式 145

4．9．6 事件计数器方式 146

4．9．7 时间捕获方式 147

4．9．8 监视定时器（看门狗）方式 148

4．9．9 计数器/定时器的时钟输入 148

4．9．10 命令寄存器 150

4．9．11 脉冲方式下计数器/定时器0初始化实例 157

4．10 中断控制器 158

4．10．1 概述 158

4．10．2 主要特征 160

4．10．3 中断操作 160

4．10．4 命令寄存器 160

4．10．5 PPLD宏单元 162

4．10．6 中断流图 162

4．11 系统配置 163

4．11．1 复位输入 166

4．11．2 复位期间及复位之后的寄存器值 166

4．11．3 ZPLD宏单元初始化 167

4．12 PSD5XX的技术规范 167

4．14 引脚命名及封装形式 170

4．13 擦除和编程 170

下篇 PSD3XX、4XX、5XX应用指南 174

第1章 PSD3XX器件描述和应用 174

1．1 PSD3XX器件描述 174

1．1．1 引言 174

1．1．2 支持PSD系列的WSI软件 175

1．1．3 PSD3XX结构和引脚名称 175

1．1．4 性能参数 176

1．1．5 PSD3XX中端口的系统配置 178

1．1．6 地址输入 178

1．1．7 PSD3XX可编程阵列译码器（PAD） 179

1．1．8 微控制器/微处理器控制输入 180

1．1．9 输入和输出端口 181

1．1．10 PSD3XX通用系统配置 183

1．1．11 用于端口重构的PSD3XX配置 184

1．2．1 8位微处理器与PSD3XX的接口 185

1．2 应用 185

1．2．2 两片PSD3XX以字节宽度与Intel 80C31相连 186

1．2．3 PSD3XX和M68HC11以字节宽度接口 187

1．2．4 8位非多路复用PSD3XX与M68008接口 189

1．2．5 16位非多路复用PSD3XX与M68000接口 190

1．2．6 M68000与2片PSD3XX的应用系统 191

1．2．7 16位地址/数据复用的PSD3XX与Intel 80186接口 192

1．2．816位地址/数据复用的PSD3XX与Intel 80C196接口 193

1．2．9 PSD3XX与8位微处理器Z80和M6809接口 194

1．2．10 PSD3XX与Intel 80286接口 196

1．2．11 在PSD3XX/M68HC11系统中配置外部设备 197

1．2．12 扩展附加外部SRAM（一） 198

1．2．13 扩展附加外部SRAM（二） 199

1．2．14 PSD3XX用于跟踪方式 200

1．3 软件支持 201

1．3．1 MAPLE软件主菜单 201

1．3．4 端口C配置菜单 203

1．3．2 ALIASES菜单 203

1．3．3 CONFIGURATION菜单 203

1．3．5 端口A配置菜单 204

1．3．6 端口B配置菜单 205

1．3．7 地址映像菜单 206

1．3．8 编译和编程 207

1．3．9 结论 207

第2章 PSD301使基于微控制器的灵巧发送器的设计精简化 208

2．1 摘要 208

2．2 引言 208

2．3 设计应用 208

2．4 设计考虑 208

2．5 “灵巧”发送器的设计 209

2．6 PSD301的其他优点 212

2．7 结论 212

附录1 PSD301的配置 213

3．2 PAD结构 215

第3章 应用PSD可编程地址译码器作系统逻辑置换 215

3．1 引言 215

3．3 PAD A 216

3．4 示例：用PAD A进行地址映像 217

3．5 PAD B 218

3．6 示例：用PAD B生成一个逻辑等式 219

3．7 应用举例 220

3．7．1 基本片选的生成 220

3．7．2 等待状态的生成 223

3．8 结论 227

第4章 使用PSD3XX的存贮器分页功能 228

4．1 引言 228

4．2 什么是分页 228

4．3 PSD3XX的实现方案 229

4．4 一个简单的分页实例 230

4．5 软件考虑 234

4．6 编译程序 235

4．7 结论 237

第5章 PSD3XX的功率考虑 238

5．1 引言 238

5．2 PSD3XX中的功率使用 238

5．3 CMOS功率特点 239

5．4 PSD3XX中的功率管理技术 239

5．4．1 掉电方式 240

5．4．2 PAD编程技术 244

5．4．3 EPROM编程技术 245

5．5 总消耗电流估算 246

5．6 典型电流与最大电流的比较 247

5．7 结论 248

6．2 总线共享 249

6．3 与跟踪工作方式有关的PSD3XX结构 249

6．1 引言 249

第6章 PSD3XX跟踪方式的实现 249

6．4 在主从结构中使用Intel 80C31时的PSD3XX跟踪方式 250

6．5 结论 256

第7章 PSD3XX的保密性设计 257

7．1 引言 257

7．2 保密位的使用 257

7．4 保密位文件单元 258

7．3 设置保密位 258

7．5 结论 259

第8章 PSD311简化了8线电缆测试仪的设计并增加了处理灵活性 260

8．1 摘要 260

8．2 引言 260

8．3 电缆测试器系统设计 260

8．4 与PSD311接口 262

8．5 在系统中使用PSD3XX的好处 263

8．7 68HC11/PSD311系统软件 264

8．6 对PSD311进行配置和编程 264

8．9 结论 265

附录 在扩展名为SV1的文件中所列的PSD311部分配置 265

8．8 使系统工作 265

第9章 用PSD3XX实现16位设计的益处 267

9．1 引言 267

9．2 典型的16位微控制器系统体系结构 267

9．3 16位的性能优点 269

9．4 PSD3XX在16位微控制器中的解决方案 270

9．5 PSD3XX在具有非多路复用总线的16位处理器中的解决方案 272

9．6 结论 275

第10章 PSD3XX与MC68HC16和MC68300系列控制器的连接 276

10．1 引言 276

10．2 典型的MC68311设计 276

10．3．2 数据总线 277

10．3．3 片选逻辑 277

10．3．1 地址总线 277

10．3 MC68311总线接口 277

10．4 一种使用PSD3XX的典型MC68311设计 278

10．4．1 双片PSD3XX设计 278

10．4．2 单片PSD3XX设计 280

10．5 结论 282

第11章 在80C31/80C51微控制器系统中使用WSI的PSD3XX可编程微控制器外围芯片系列 283

11．1 引言 283

11．2 80C31系列芯片 284

11．3 PSD3XX的结构 286

11．4 简单的80C31设计 287

11．5 增加存贮容量 288

11．6 有关复位电路的考虑 290

11．7 结论 290

12．2 第一部分 在标准8031系统中使用PSD312 292

12．2．1 物理连接 292

第12章 PSD3XX系列可编程微控制器外围芯片设计指导 292

12．1 引言 292

12．2．2 配置数据输入 293

12．2．3 对PSD3XX编程 297

12．3 第二部分 改进的PSD3XX系列设计 297

12．4 结论 301

第13章 在一个高速ADSP-2105 DSP系统中使用PSD311 302

13．1 引言 302

13．2 DSP处理器 302

13．3 外围器件 302

13．4 ADSP存贮器组织 303

13．4．1 程序存贮器 303

13．4．2 数据存贮器 304

13．5 逻辑功能 304

13．6 配置PSD311 304

13．7 存贮器空间 305

附录A 配置工作图 305

13．8 ADSP-2105时序 307

13．9 结论 307

附录B .SV1文件 308

第14章 如何将PSD3XX连接到NEURON3150 CHIP 310

14．1 引言 310

14．2 一个典型的NEURON3150 CHIP设计 310

14．3 NEURON 3150 CHIP和外部存贮器接口 311

14．3．1 估计存贮器需要 311

14．3．2 存贮器接口逻辑描述 312

14．4 特殊时序考虑 313

14．5 开发过程 314

第15章 PSD3XX芯片在笔记本型个人计算机中的应用—键盘、电源管理和辅助外围设备的控制 319

15．1 引言 319

15．2 概述 319

16．1 引言 323

16．2 德·摩根定理 323

第16章 利用德·摩根定理在PSD3XX PAD中简化逻辑网络 323

16．3 PAD结构 324

16．4 逻辑网络最小化 324

16．5 结论 325

附录 PSD312配置 326

第17章 PSD5XX计数器/定时器的工作 329

17．1 概述 329

17．1．1 PPLD 329

17．1．2 计数器/定时器的操作 330

17．2 PSD5XX计数器/定时器的输入/时钟定标 332

17．3 不同工作方式 333

17．3．1 波形方式 333

17．3．2 脉冲方式 338

17．3．3 事件计数器方式 341

17．3．4 时间捕捉方式 344

17．3．5 监视定时器方式 349

附录1 带有计数器/定时器逻辑方程的Abel文件（波形方式） 352

附录3 在PSD5XX中实现4个PWM定时器 353

附录2 PSD—全局配置报告文件.crp（波形方式配置） 353

第18章 PSD4XX/5XX与微控制器的接口 359

18．1 提要 359

18．1．1 PSD4XX/5XX的结构 359

18．2 PSD4XX/5XX的总线接口 360

18．2．1 PSD4XX/5XX与多路复用总线的接口 361

18．2．2 PSD4XX/5XX与非多路复用总线的接口 361

18．3．2 EPROM CMiser选项 362

18．3．4 RST-OUT信号（任选） 362

18．3．3 复位时序 362

18．2．3 可选择的功能 362

18．3．1 访问时间计算 362

18．3 总线时序考虑 362

18．4 可支持的微控制器 363

18．5 如何配置PSD的总线接口 364

18．6 在PSDconfiguration中选择总线接口 364

18．7 在ABEL文件中确定DPLD方程 365

18．8 总线接口举例 366

18．9 与微控制器80C31系列的接口 367

18．9．1 80C31的总线 367

18．9．2 存贮器存取的两种方式 367

18．9．3 80C31与PSD4XX/5XX的接口电路图 367

18．9．4 推荐的复位电路 368

18．9．5 在PSDconfiguration中规定80C31的总线接口 369

18．9．6 在ABEL文件中确定DPLD/译码功能 369

18．9．7 组合方式中重叠的EPROM空间 370

18．9．8 用PSD4XX/5XX仿真80C31的总线周期 371

18．9．9 带PSD4XX/5XX和外部存贮器的80C31 371

18．10 与微控制器68HC11系列的接口 371

18．10．1 68HC11的总线 371

18．10．2 68HC11与PSD4XX/5XX的接口 371

18．10．4 在ABEL文件中确定DPLD/译码功能 372

18．10．3 在PSDconfiguration中规定68HC11的多路复用接口 372

18．10．5 用PSD4XX/5XX仿真68HC11的总线周期 373

18．10．6 带PSD4XX/5XX和外部存贮器的68HC11 375

18．10．7 在AEBL文件中确定外部SRAM DPLD/译码功能 376

18．10．8 68HC11K4的总线 377

18．10．9 68HC11K4与PSD4XX/5XX的接口 377

18．10．10 在PSDconfiguration中规定68HC11K4的非多路复用总线接口 377

18．10．11 在ABEL文件中确定DPLD/译码功能 378

18．10．12 用PSD4XX/5XX仿真68HC11K4的总线周期 379

18．11 与微控制器80C196系列的接口 380

18．11．1 80C196的总线 380

18．11．2 80C196与PSD4XX/5XX的接口电路图 380

18．11．3 在PSDconfiguration中规定80C196的总线接口 380

18．11．4 在ABEL文件中确定DPLD/译码功能 381

18．12．2 68302与PSD4XX/5XX的接口电路图 382

18．12．1 68302的总线 382

18．12 PSD4XX/5XX与68302的接口 382

18．11．5 用PSD4XX/5XX仿真80C196的总线周期 382

18．12．3 在PSDconfiguration中规定68302的总线接口 383

18．12．4 在ABEL文件中确定DPLD/译码功能 385

18．12．5 用PSD4XX/5XX仿真68302的总线周期 386

18．13 PSD4XX/5XX与68HC16/68330/331/332/340的接口 386

18．13．1 683XX的总线 386

18．13．2 68332与PSD4XX/5XX的接口电路图 387

18．13．3 在PSDconfiguration中规定68332的总线接口 387

18．13．4 在ABEL文件中确定DPLD/译码功能 388

18．13．5 用PSD4XX/5XX仿真68332的总线周期 388

18．14 PSD4XX/5XX与Z8的接口 389

18．14．1 Z8的总线 389

18．14．2 Z8与PSD4XX/5XX的接口电路图 389

18．14．4 在ABEL文件中确定DPLD/译码功能 391

18．14．3 在PSDconfiguration中规定Z8的总线接口 391

18．14．5 用PSD4XX/5XX仿真Z8的总线周期 392

18．15 PSD4XX/5XX与Z80的接口 392

18．15．1 Z80的总线 392

18．15．2 Z80与PSD3XX/5XX的接口电路图 393

18．15．3 在PSDconfiguration中规定Z80的总线接口 394

18．15．4 在ABEL文件中确定DPLD/译码功能 394

18．15．5 用PSD4XX/5XX仿真Z80的总线周期 395

18．16．2 ST90R26与PSD4XX/5XX的接口电路图 396

18．16．3 在PSDconfiguration中规定ST90R26的总线接口 396

18．16 PSD4XX/5XX与ST90R26的接口 396

18．16．1 ST90R26的总线 396

18．16．4 在ABEL文件中确定DPLD/译码功能 397

18．16．5 用PSD4XX/5XX仿真ST90R26的总线周期 399

18．17 PSD4XX/5XX与80C166的接口 399

18．17．1 80C166的总线 399

18．17．3 在PSDconfiguration中规定80C166的总线接口 400

18．17．4 在ABEL文件中确定DPLD/译码功能 400

18．17．2 80C166与PSD4XX/5XX的接口电路图 400

18．17．5 用PSD4XX/5XX仿真80C166的总线周期 402

18．18 PSD4XX/5XX与Echclon的NEURON 3150芯片的接口 402

18．18．1 3150的总线 402

18．18．2 3150与PSD4XX/5XX的接口电路图 403

18．18．3 在PSDconfiguration中规定3150的总线接口 403

18．18．4 在ABEL文件中确定DPLD/译码功能 403

18．18．5 用PSD4XX/5XX仿真Echclon NEURON 3150的总线周期 404

18．19 结论 406

第19章 如何计算和降低PSD4XX和PSD5XX的功耗 407

19．1 引言 407

19．2 PSD4XX和PSD5XX中功耗的使用 407

19．3 电源管理模式寄存器 407

19．4 ZPLD 408

19．5 EPROM 410

19．7．1 掉电模式 411

19．6 SRAM 411

19．7 备用模式 411

19．7．2 睡眠模式 413

19．8 输入时钟 413

19．9 PSD4XX/5XX的功耗方程 413

19．10 实例 415

19．11 结论 416

第20章 PSD5XX设计指导 417

20．1 引言 417

20．2 设计实例 417

20．2．1 功能规范 417

20．2．2 功能划分 418

20．2．3 功能块 419

20．3 PSDsoft开发工具 419

20．4．1 进入PSDsoft程序 421

20．4．2 项目的管理 421

20．4 设计实例的应用 421

20．4．3 输入设计源文件 422

20．4．4 编译源文件 429

20．4．5 为源文件选择跟踪选项 430

20．4．6 为源文件选择优化选项 430

20．4．7 查看源文件的各组成部分 432

20．4．8 退出PSDabel 432

20．4．9 配置本设计 433

20．4．10 配置总线接口 434

20．4．11 设计方案的编译 437

20．4．12 对设计进行仿真 443

20．4．13 对PSD5XX编程 453

20．5 PSDsoft的输入/输出文件清单 456

第21章 用ROM仿真器对基于PSD3XX的系统进行快速软件调试 458

21．1 引言 458

21．2 设计机理 458

21．3 系统PSD3XX配置 463

21．4 仿真PSD3XX配置 464

21．5 结论 464

附录A PSD_SYS.SV1（系统PSD3XX配置文件） 464

附录B PSD_SIM.SV1（仿真PSD3XX配置文件） 467

第22章 可以自动扫描的PSD4XX/5XX小键盘接口 469

22．1 引言 469

22．2 典型的小键盘接口 469

22．4 PSD的I/O端口配置 470

22．3 一种更有效的小键盘接口方案 470

22．5 GPLD逻辑实现 471

22．6 消抖电路 471

22．7 扫描状态机 471

22．8 用PSD4XX/5XX实现小键盘接口 472

附录A KEYA.ABL文件 473

附录B KEYB.ABL文件 474

附录C KEYPAD.STL文件 476

参考文献 478