嵌入式系统原理 第五章 常用外围设备及接口

目录

5.1 通用输入输出端口

GPIO:

GPIO的构成：

I/O端口的使用：

5.2 中断系统

中断的概念：

终端的作用：

终端系统的构成：

中断控制器的功能：

中断管理功能的实现：

5.3 定时部件

时钟部件：

定时部件：

三种内部时钟信号：

定时器：

实时时钟：

看门狗定时器：

看门狗定时器中断：

看门狗定时器复位：

5.4 通用异步收发器

5.5 A/D与D/A转换器

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5.1 通用输入输出端口

GPIO:

通用输入输出端口，是嵌入式系统的重要组成部分

用于连接各种类型的输入输出设备，以实现他们与微处理器之间的数据传输

GPIO的构成：

130个GPIO引脚，分为9组，GPA~GPJ

每个端口具有多种功能，具体哪一种可在主程序运行之前编程设置对应的控制寄存器

如果某个引脚不用与特定功能，则其可设置为普通的输入输出引脚

I/O端口的使用：

通过每个端口对应的控制寄存器来编程设定（每个引脚使用哪种功能，I/O端口的状态）

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5.2 中断系统

中断的概念：

微处理器在执行正常程序的过程中，因某事件发生，收到来自外围部件的请求信号。若能够响应该

信号，则暂停当前程序的正常执行，转去执行针对请求事件的处理操作，待结束后再返回被暂时中

断的程序继续执行。

终端的作用：

• 并行处理：在外围设备需要传输数据时才产生“中断”，使得微处理器可以与多个外围设备同时工作，提高了微处理器的工作效率。
• 实时处理：在实时控制系统中，外围设备提出服务请求的时间是随机的。只有通过中断系统，才能对他们进行快速响应。
• 故障处理：系统在运行过程中，常常会出现一些突发性故障，利用中断功能就可以对它们进行实时处理。

终端系统的构成：

由芯片外部中断请求引脚和内部外设触发的是外部中断请求（IRQ）和快速中断请求（FIQ）

借助中断控制器，接收并管理60个中断源发出的中断请求信号

一级中断源

二级中断源

中断控制器的功能：

• 外部中断请求信号管理
• 中断模式设定
• 中断请求信号标记
• 中断屏蔽设定
• 中断优先级管理
• 中断服务标记

中断管理功能的实现：

特殊功能寄存器SFR--16个

外部中断控制寄存器

外部中断滤波寄存器

外部中断屏蔽寄存器

外部终端挂起寄存器

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5.3 定时部件

时钟部件：

• 为微处理器工作提供基本的时钟信号，以实现其内部功能电路，及外围设备的时序控制
• （时钟控制模块）

定时部件：

• 产生不同周期或特定波形的时钟信号，满足不同的实际应用需求
• 对外部输入信号进行计数
• 为系统提供时间信息，例如年、月、日、星期、时、分、秒等
• 当系统出现故障时，为各控制器提供复位信号
• （定时器、实时时钟、看门狗定时器）

三种内部时钟信号：

• FCLK 内核时钟：供微处理器（内核）使用的时钟信号
• HCLK 总线时钟：供外围总线APB使用的时钟信号
• PCLK I/O接口时钟：供高性能总线AHB使用的时钟信号

定时器：

功能：定时、计数、脉宽调制

实时时钟：

用于提供年月日时分秒星期等实时时间信息

系统电源关闭情况下，可以依靠备用电池工作

看门狗定时器：

一种用于当噪音或系统错误引起故障时，恢复控制器操作的定时器

看门狗定时器中断：

是看门狗定时器作为普通定时器应用时，向微处理器发出内部中断请求

看门狗定时器复位：

是让微处理器复位，相当于重新启动所有程序

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5.4 通用异步收发器

无

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5.5 A/D与D/A转换器

无