GPIB接口專(zhuān)用芯片TNT4882

摘要：TNT4882是美國(guó)NI公司推出的一款GPIB接口專(zhuān)用芯片。文中介紹了其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外圍時(shí)鐘電路和部分重要的寄存器，給出了GPIB接口設(shè)計(jì)中對(duì)TNT4882編程的基本思路和注意事項(xiàng)。

1 概述

TNT4882是美國(guó)NI公司的一款單芯片、高速、聽(tīng)/講功能的兼?zhèn)涞腉PIB(General purpose interface bus)接口專(zhuān)用芯片。它內(nèi)部集成了Turbo488（高速傳輸電路）以及NAT4882(IEEE488.2兼容電路)，并擁有諸多新的特性，能夠兼容ANSI IEEE Standard 488.1和ANSI IEEE Standard 488.2規(guī)范，因而可以為GPIB系統(tǒng)提供一套完整的解決方案。為了達(dá)到更高的傳輸速率。TNT4882采用了單芯片F(xiàn)IFO緩存電路設(shè)計(jì)，其內(nèi)置的16個(gè)增強(qiáng)型IEEE 488.1兼容收發(fā)器可以直接連接GPIB總線，以實(shí)現(xiàn)HS488傳輸模式（一種新的GPIB高速傳輸模式）。在兼容性方面，它與以往使用的μPD7210、TMS9914A中的寄存器設(shè)置完全兼容，用戶可以將以前所用的代碼直接移植到TNT4882上。同時(shí)，它所包含的Turbo488電路及其諸多新特性也可以在一定程度上減少軟件的開(kāi)銷(xiāo)。另外，TMT4882還具有靈活的CPU接口，可以方便地連接各種16位或8位微處理器，并將CPU發(fā)出的消息和信號(hào)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的GPIB消息和信號(hào)，以使實(shí)現(xiàn)GPIB設(shè)備和CPU及內(nèi)存之間的通信。

圖1 雙芯片模式結(jié)構(gòu)框圖

2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外圍時(shí)鐘電路

2.1 TNT4882的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

TNT4882的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以其工作模式的不同而有所不同。工作模式可分為單芯片模式和雙芯片模式兩種，而雙芯片模式又可分為T(mén)urbo 7210模式和Turbo 9914模式。工作模式的選擇和轉(zhuǎn)換由寄存器的設(shè)置來(lái)決定，不同的工作模式?jīng)Q定著FIFO與GPIB的連接方式、寄存器的狀態(tài)和訪問(wèn)屬性。

在雙芯片工作模式下，NAT4882相當(dāng)于μPD7210(Turbo 7210模式)或TMS9914A(Turbo 9914模式)，但功能更加強(qiáng)大。此時(shí)的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程如圖1所示。當(dāng)前GPIB寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，CPU首先將數(shù)據(jù)寫(xiě)入TNT4882的FIFO里，并由傳輸狀態(tài)機(jī)將數(shù)據(jù)從FIFO傳至NAT4882電路，再由NAT4882電路將數(shù)據(jù)傳送至GPIB上；而當(dāng)從GPIB上讀數(shù)據(jù)時(shí)，過(guò)程則正好相反。

在單芯片工作模式下，F(xiàn)IFO可直接與GPIB相連而不需要傳輸狀態(tài)機(jī)，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。此時(shí)，TNT4882中寄存器的設(shè)置與Turbo 7210模式類(lèi)似。

由于單芯片模式采用的是最簡(jiǎn)單且最快速的結(jié)構(gòu)，且是NI公司推薦的TNT4882工作模式，因此，本文主要討論這種模式。

2.2 外圍時(shí)鐘電路

TNT4882工作時(shí)需要40MHz的驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘，產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)的方法有兩種：一是采用40MHz的CMOS晶振，將晶振的輸出接至TNT4882的XTALI管腳，并將XTALO管腳懸空；二是采用如圖3所示的外圍時(shí)鐘電路。

圖2 單芯片模式結(jié)構(gòu)框圖 圖3 TNT4882外圍時(shí)鐘電路

3 寄存器簡(jiǎn)介

TNT4882內(nèi)部寄存器的數(shù)量和種類(lèi)都很多，而且在不同的工作模式下，寄存器的情況又不盡相同。本文只對(duì)單芯片模式以及與最基本的GPIB操作有關(guān)的一些寄存器進(jìn)行簡(jiǎn)要地介紹。

需要注意的是，TNT4882內(nèi)部的寄存器都是8位的。所以，每個(gè)寄存器的控制字也必須是8位。寄存器的地址通常是TNT4882的基地址加上各個(gè)寄存器所對(duì)應(yīng)的偏移量。TNT4882的基地址由硬件電路決定，而每個(gè)寄存器對(duì)應(yīng)的偏移量則是固定的，其范圍從0至0x1F。寄存器有三種類(lèi)型：只讀、只寫(xiě)和讀/寫(xiě)。表1列出了一些比較重要的寄存器類(lèi)型。

表1 TNT4882的部分寄存器

寄存器英文縮寫(xiě)偏移量類(lèi) 型命令寄存器CMDR1C只寫(xiě)輔助模式寄存器AUXMR0A只寫(xiě)連續(xù)輪詢模式寄存器SPMR06只寫(xiě)握手選擇寄存器HSSEL0D只寫(xiě)高速使能寄存器HIER13只寫(xiě)多功能寄存器MISC15只寫(xiě)地址模式寄存器ADMR08只寫(xiě)地址寄存器ADR0C只寫(xiě)中斷寄存器0IMR01D只寫(xiě)中斷寄存器1IMR102只寫(xiě)配置寄存器CFG10只寫(xiě)總線控制寄存器BCR1F只寫(xiě)總線狀態(tài)寄存器BSR1F只讀地址狀態(tài)寄存器ADSR08只讀FIFO緩存AFIFOA19讀/寫(xiě)FIFO緩存BFIFOB18讀/寫(xiě)計(jì)數(shù)寄存器0CNT014讀/寫(xiě)計(jì)數(shù)寄存器1CNT116讀/寫(xiě)計(jì)數(shù)寄存器2CNT209讀/寫(xiě)計(jì)數(shù)寄存器3CNT30B讀/寫(xiě)

4 軟件編程

TNT4882是一種需要軟件編程的集成電路。其內(nèi)部各個(gè)寄存器的狀態(tài)決定或標(biāo)志著芯片及GPIB的工作狀態(tài)。在GPIB接口設(shè)計(jì)中，只有通過(guò)編程對(duì)寄存器進(jìn)行正確設(shè)備，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)GPIB的各種操作。以下是編程的基本思路和注意事項(xiàng)。

4.1 芯片初始化

最典型的初始化程序需完成以下工作：

（1）復(fù)位TNT4882器件中的Turbo488電路；

（2）將TNT4882設(shè)置成Turbo 7210模式；

（3）將TNT4882設(shè)置成單片機(jī)模式；

（4）使Local Power-On信號(hào)有效；

（5）配置TNT4882以為GPIB操作作準(zhǔn)備，其具體任務(wù)是設(shè)置TNT4882的GPIB

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