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本文主要介紹了四通道異步收發(fā)器TL16C554芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、主要特點(diǎn)和工作原理，及其在慣導(dǎo)系統(tǒng)中應(yīng)用的硬件接口電路與軟件實(shí)現(xiàn)的基本思想。 1 引 言 隨著慣導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展，慣導(dǎo)系統(tǒng)需要接收GPS、北斗雙星、高程計(jì)等較多的RS－232、RS－422、RS－485串口信號。這樣，慣導(dǎo)系統(tǒng)原有的串口通道不足以接收如此多的串口信號，因而需要進(jìn)行串口擴(kuò)展。Ti公司生產(chǎn)的異步收發(fā)器TL16C554芯片是進(jìn)行串口擴(kuò)展的較好的選擇，它有四個(gè)通道，可以與四路串行信號通信，解決了原來的慣導(dǎo)系統(tǒng)串行信號接口短缺的問題，其每個(gè)通道都帶有兩個(gè)16字節(jié)的FIFO(First In First Out 先進(jìn)先出)緩沖器，其中一個(gè)用于接收數(shù)據(jù)，另外一個(gè)用于準(zhǔn)備發(fā)送的數(shù)據(jù)。當(dāng)工作在FIFO模式下時(shí)，不必每接收或發(fā)送一幀數(shù)據(jù)就產(chǎn)生一次中斷，因而可以減少中斷發(fā)生的次數(shù)，提高接收發(fā)送串行信號的效率與可靠性。 對車輛導(dǎo)航各部分簡要介紹如下： 路徑引導(dǎo)：引導(dǎo)用戶沿著所規(guī)劃的路徑行駛; 人機(jī)接口：提供友好的界面允許用戶與系統(tǒng)進(jìn)行人機(jī)交互; 無線通訊模塊：允許用戶與監(jiān)控中心等部門實(shí)時(shí)交換信息; 電子地圖數(shù)據(jù)庫：包含以預(yù)定格式存貯的數(shù)字地圖信息，是系統(tǒng)的軟件平臺; 地圖匹配模塊：通過適當(dāng)?shù)钠ヅ浜妥R別過程來確定車輛在地圖上的位置; 路徑規(guī)劃：根據(jù)地圖數(shù)據(jù)庫及實(shí)時(shí)定位信息幫助駕駛員規(guī)劃路線; 定位模塊：通過GPS、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)或移動通信等方法對車輛進(jìn)行定位。 2 主要特點(diǎn) TL16C554的主要特點(diǎn)如下： ?由四個(gè)帶有邏輯控制的TL16C550異步通信單元組成； ?最高可達(dá)1M的波特率，具有可編程的波特率發(fā)生器，便于靈活選擇數(shù)據(jù)收發(fā)頻率； ?具有16字節(jié)的收發(fā)FIFO緩沖器； ?具有可獨(dú)立控制的發(fā)送、接收、線路狀態(tài)和MODEM狀態(tài)中斷； ?具有全雙工的接收發(fā)送線路，可獨(dú)立進(jìn)行接收發(fā)送控制； ?全面的線路狀態(tài)報(bào)告功能； ?充分分級的中斷系統(tǒng)控制； ?三態(tài)TTL電平輸出。 3 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理 四通道異步收發(fā)器集成芯片TL16C554有64腳TQFP和68腳PLCC兩種封裝形式。其中68腳PLCC封裝形式支持68(Motorola)模式。因此，能夠很容易的與Motorola微處理器互聯(lián)， TL16C554的其引腳說明見表1。 3.1 系統(tǒng)I/O總線 TL16C554的數(shù)據(jù)線(D0－D7)可直接與CPU的數(shù)據(jù)總線的低八位相連，它們是UART的數(shù)據(jù)輸入和輸出通道，其讀寫操作由數(shù)據(jù)輸入和輸出選通線來區(qū)分，通過這些選通線可實(shí)現(xiàn)UART與CPU之間的雙向通信，TL16C554還可自由選擇16模式(Intel總線)或68模式(Motorola總線)，它有四個(gè)串行接口，各有其獨(dú)立的收發(fā)功能。 3.2 時(shí)鐘 TL16C554的參考時(shí)鐘既可以由外部提供，也可以通過一個(gè)晶振在內(nèi)部產(chǎn)生。 3.3讀/控制邏輯 UART與CPU之間通過一組信號線實(shí)現(xiàn)通信控制，這組信號線包括復(fù)位控制RESET、芯片允許、寄存器允許中斷請求INT(A－D)、讀出數(shù)據(jù)有效和寫入數(shù)據(jù)有效等。 3.4 MODEM邏輯控制 MODEM控制邏輯主要用于完成UART與RS－232C之間的接口通信，這些信號通過EIA驅(qū)動器驅(qū)動后均符合RS－232C標(biāo)準(zhǔn)，MODEM控制邏輯信號包括以下八種： RX(A－D)?串行輸入，相當(dāng)于接收數(shù)據(jù)RxD； TX(A－D)?串行輸出，相當(dāng)于發(fā)送數(shù)據(jù)TxD； (A－D)?數(shù)據(jù)設(shè)備就緒輸入； (A－D)?數(shù)據(jù)終端就緒輸出； (A－D)?請求發(fā)送輸入； (A－D)?清除發(fā)送輸入； (A－D)?載波信號檢測輸入； (A－D)?振鈴指示輸入。 3.5 主要寄存器 TL16C554中的主要寄存器有波特率除數(shù)寄存器、線路控制寄存器(LCR)、線路狀態(tài)寄存器(LSR)、中斷允許寄存器(IER)、中斷標(biāo)識寄存器(IIR)、MODEM控制寄存器(MCR)、MODEM狀態(tài)寄存器(MSR)、發(fā)送保持寄存器(THR)和接收緩沖寄存器(RHR)等。 4 TL16C554與單片機(jī)的接口 在慣導(dǎo)系統(tǒng)中，80C196單片機(jī)通過異步收發(fā)器TL16C554用來頻繁地接收GPS、雙星、高程計(jì)等串行信號，此外，還要完成其他諸如溫控、與上位機(jī)通信等任務(wù)。因此，如果采用查詢方式接收串行信號，無疑會浪費(fèi)大量的CPU時(shí)間，加重CPU的負(fù)擔(dān)，顯然是不可行的。而中斷方式則不占用CPU時(shí)間，加之使用16字節(jié)FIFO緩沖器，可減少中斷次數(shù)，提高數(shù)據(jù)接收的實(shí)時(shí)性與可靠性，因此，在此系統(tǒng)中選用了中斷方式。 實(shí)驗(yàn)表明，上述軟硬件設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)四路串行信號的可靠及時(shí)異步收發(fā)服務(wù)，可以滿足慣導(dǎo)系統(tǒng)的要求。 |
