专利名称：单片机复位配置装置的制作方法
技术领域：
单片机复位配置装置技术领域单片机复位配置装置涉及Freescale PowerPC500系列单片机的复位配置，属于单片机的 复位配置装置技术领域。
背景技术：
单片机在工业控制中的应用十分普遍。随着SoC技术的发展和单片机集成度以及性能的 不断提高，现代的单片机的内部模块和相应的配置选项越来越多。单片机的复位配置通常是在单片机复位过程中完成的。通过该配置，单片机可以工作在 不同的工作模式或运行状态。为了实现启动配置，必须在指定的引脚加相应的逻辑电平，完 成一系列配置的组合。这一过程通过跳线或拨片开关实现。PowerPC500系列单片机是Freescale公司于近年推出的一系列新型单片机，主要包括 MPC555、 MPC561、 MPC563、 MPC564、 MPC565、 MPC566等单片机。该系列单片机分别集成了不 同大小的RAM、 Flash Rom存储器和诸如AD、 CAN、 TPU、 MIOS、 QSM等周边模块，特别适合于 汽车电子、汽车动力系统控制或者其他类似相关工业现场控制等领域。PowerPC500系列单片机提供的三种配置方式，分别为外部数据总线引脚配置、内部FLASH 寄存器配置、内部常数配置。其中，内部常数配置的灵活性较差， 一般用于配置较少的默认 场合；内部FLASH配置对额外的硬件要求最少，但是每次改动都需要烧写内部FLASH。因此 最常用的配置方式是从数据总线DATA[0:31]读取配置信号，该配置信号由拨片开关的状态提 供，仅在复位状态冊ESET有效时通过锁存器加在数据总线引脚上。PowerPC500系列单片机提供24个启动配置选项，如果采用上述控制方法，至少需要3 个8位拨片开关和3个八位锁存器器件(如74LS573)。如果考虑上拉，还需要电阻排。由此 可见，采用传统的配置方案将增加元件的个数，增加电路板的面积，电路的复杂程度高。为了解决上述问题，某些方案采用在PowerPC500系列单片机外部使用复杂可编程逻辑编 辑器CPLD作为单片机的复位配置装置，但是这样设计还存在以下的不足(1) 复杂可编程逻辑编辑器价格昂贵，大大增加产品成本。(2) 复杂可编程逻辑编辑器需要使用VHDL语言进行编程，且需要专用软件进行逻辑时序等设计，编程操作复杂，难度较大。(3) 复杂可编程逻辑编辑器无法对单片机复位时电源供给情况进行检测，在某些上电 延缓的情况下会导致单片机复位配置不正确。
随着单片机技术的不断发展， 一些低价高质简单结构的单片机被应用到越来越多的场合 中，这些单片机价格低廉，功能丰富，支持C语言编程，开发工具简单，且能在苛刻的工业、 汽车等恶劣环境下工作，十分适用于代替复杂可编程逻辑编辑器进行小型数字逻辑电路的设 计。不但降低了成本，而且改善了幵发环境，降级了开发难度。由于单片机内集成了模数转 换功能，还能够对上电复位电源供给情况进行监控检测，根据复位电压正确配置复位电路， 提高系统可靠性和稳定性。发明内容本实用新型的目的是针对现有配置电路存在的硬件电路复杂和昂贵的缺点，在不牺牲配 置灵活性的前提下，简化了单片机的配置方式，降低了硬件成本和硬件设计的工作量。 一种单片机复位配置装置，其特征在于，它含有一块8位低价配置单片机，所述低价配置单片机的输入输出引脚与PowerPC500系 列单片机的配置引脚相连，其模数转换端口与PowerPC500系列单片机电源供给相连，通过对 所述低价配置单片机进行编程，使其在PowerPC500系列单片机启动时，检测复位电平是否达 到复位要求，在PowerPC500系列单片机的对应引脚上输出相应的逻辑电平，实现PowerPC500 系列单片机的正确启动配置。所述低价配置单片机的型号为ATmegal6L，所述PowerPC500系列单片机的型号为MPC555、 MPC561、 MPC563、 MPC564、 MPC565、 MPC566等该系列单片机中的一种;所述低价配置单片机PA4引脚与所述P冊erPC500系列单片机的PORESET引脚相连，所述 低价配置单片机的PA0 PA3 1/0引脚与所述PowerPC500系列单片机的IRQ5 IRQ7引脚相连； 所述低价配置单片机的I/O引脚与所述PowerPC500系列单片机的数据总线DATA[0:31]中用 于配置的引脚相连，所述低价配置单片机的PA5引脚与所述PowerPC500系列单片机的服ESET 引脚相连。实现上电复位电源检测的连接方式是所述低价配置单片机的模拟电源AVCC与参 考电源AREF与供电电源VCC相连，所述低价配置单片机的模数转换引脚PA7与所述 PowerPC500系列单片机的核心供电2. 6V电源V2. 6相连。本实用新型与传统的单片机配置方法相比，有以下显著进歩a) 节省了传统配置中需要的拨片开关、锁存器和电阻排，降低了硬件成本及制造成本。b) 减小了硬件设计的工作量，减小了硬件设计出错带来的不利影响。c) 配置方案可通过对低价配置单片机在电路编程进行改变，不失配置的灵活性。d) 采用低价配置单片机，与采用复杂可编程逻辑编辑器相比，大大降低成本。e) 对单片机复位时电源供给情况进行检测，保证单片机的正常启动复位。 实验证明，本实用新型能够简化单片机的配置方式，降低了硬件成本和硬件设计的工作量，并具备上电复位电源检测功能，使用中具有很高的灵活性，达到了预期的目的。
图1为本实用新型作为PowerPC500系列单片机配置器件的示意图；图2为本实用新型的硬件原理图；图3为本实用新型实现启动配置的内部程序流程。
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型。如图1所示，低价配置单片机的各输入输出端与单片机的配置端相连，需要对低价配置 单片机编程时，JTAG调试端口与计算机相连，从而对低价配置单片机件内部逻辑进行在电路 编程。该配置方法在启动时用该低价配置单片机对PowerPC500系列单片机的核心电源进行监 控检测，向PowerPC500系列单片机的配置引脚输出时钟配置信号和硬件复位配置字， PowerPC500系列单片机正常运行的时候低价配置单片机所有端口属性更改为输入，对外呈输 出高阻态。图2是采用低价配置单片机实现PowerPC500系列单片机启动配置的电路图。本例中选用 的低价配置单片机为ATmegal6L。 ATmegal6L具有以下特性3. 3V工作电压与PowerPC500系 列单片机兼容；16K可编程字节片内FLASH, 1K片内SRAM， 32个1/0， 8路10位ADC，可编 程的掉电检测，可满足PowerPC500系列单片机的启动配置要求；I/O 口通过设置实现三态门 输出，可实现复杂的启动复位配置逻辑。PowerPC500系列单片机的复位分为上电复位(PORESET)和硬件复位(HRESET)。在上电 复位时，PORESET引脚为低电平，读取IRQ[5:7]上的信号作为锁相环时钟配置M0DCK[1:3]。 在硬件复位过程中，PowerPC500系列单片机驱动HRESET和SRESET引脚512个时钟周期，此 时服ESET为低电平，读取数据总线上的信号DATA[0:31]作为硬件复位配置字。在传统配置 方案中，通常是采用锁存器和拨片开关的组合或者复杂可编程逻辑编辑器来完成这一配置。为了实现可在线编程功能，低价配置单片机的MOSI、 MISO、 SCK和RESET引脚与JTAG调 试接口相应引脚连接。为实现上电复位配置功能，PowerPC500系列单片机的IRQ5， IRQ6， IRQ7 引脚连接到低价配置单片机的I/O引脚上，PowerPC500系列单片机的PORESET引脚连接到低 价配置单片机的PA4引脚上；为实现启动复位配置功能，将PowerPC500系列单片机的数据总 线DATA[0:31]中用于配置的引脚连接到低价配置单片机的I/O引脚上，PowerPC500系列单片 机的服ESET引脚连接到低价配置单片机的PA5引脚上。为实现上电复位电源检测功能， PowerPC500系列单片机的核心供电2. 6V电源V2. 6连接到低价配置单片机的模数转换引脚 PA7上。低价配置单片机片内逻辑如图3所示，低价配置单片机首先对PowerPC500系列单片机的 核心供电电源进行监控检测，当供给电源满足上电复位条件时，按照时序逻辑置低PORESET有效从IRQ[5:7]配置M0DCK[0:2]，按照时序逻辑置低冊ESET有效从DATA配置启动 配置信息。配置完成后，所有低价配置单片机的引脚均呈输出高阻态，不对数据总线和1RQ[5:7] 造成影响。通过软件把编译好的程序通过JTAG编程电缆下载到低价配置单片机内部，即可实 现启动时的时序逻辑。该程序保证在运行状态，低价配置单片机所有端口配置为输入，对外 呈输出高阻，数据总线和IRQ上的信号不受低价配置单片机影响。在对低价配置单片机内部编程之前对每个输入、输出状态指定引脚。1/0引脚与器件引 脚的状态应和硬件连接对应。如果需要改变配置，只需要改变低价配置单片机的程序，重新 编译，然后通过JTAG下载电缆对低价配置单片机进行编程即可。整个操作可使用Atmel提供 的免费集成环境通过C语言编写完成。本实用新型节省了传统配置中需要的拨片开关、锁存器和电阻排，降低了硬件成本和硬 件设计的工作量，能够简化单片机的配置方式，并具备上电复位电源检测功能，使用中具有 很高的灵活性。
权利要求1、 单片机复位配置装置，该装置含有一块8位单片机，其特征在于， 所述单片机的PA4引脚与所述PowerPC500系列单片机的PORESET引脚相连； 所述单片机的PA0 PA3 1/0引脚与所述PowerPC500系列单片机的IRQ5 IRQ7引脚相连; 所述单片机的1/0引脚与所述PowerPC500系列单片机的数据总线DATA[0:31]中用于配置的引脚相连；所述单片机的PA5引脚与所述PowerPC500系列单片机的HRESET引脚相连； 所述单片机的模拟电源AVCC及与参考电源AREF与供电电源VCC相连； 所述单片机的模数转换引脚PA7与所述PowerPC500系列单片机的核心供电2. 6V电源相连。
2、 根据权利要求1所述的单片机复位配置装置，其特征在于，所述单片机的型号为 ATmegal6L。
专利摘要单片机复位配置装置涉及Freescale Power PC500系列单片机的复位配置，属于单片机的复位配置装置技术领域。该装置含有一块8位ATmega16L单片机，该单片机的PA4引脚与Power PC500系列单片机的PORESET引脚相连；PA0～PA3I/O引脚与Power PC500系列单片机的IRQ5～IRQ7引脚相连；PA5引脚与Power PC500系列单片机的HRESET引脚相连；模数转换引脚PA7与Power PC500系列单片机的核心供电2.6V电源相连。本实用新型能够简化单片机的配置方式；降低了硬件成本和硬件设计的工作量，并具备上电复位电源检测功能，使用中具有很高的灵活性。
文档编号G06F1/24GK201037923SQ200720104029
公开日2008年3月19日 申请日期2007年3月30日 优先权日2007年3月30日
发明者华剑锋, 李建秋, 欧阳明高, 硕 田 申请人:清华大学