Speichererweiterung für Aufzeichnung (A/D-Wandler)

Da der P89LPC932/935 nur über einen 512-Byte großen XRAM-Bereich verfügt, kön­nen größere Datenmengen, die z. B. bei einer kontinuierlichen A/D-Wandlung über ei­nen gewissen Zeitraum entstehen, nicht zwischengespeichert werden. Um den RAM-Spei­cher zu vergrößern, sind folgende Möglichkeiten denkbar:

·   Verwendung eines zusätzlichen FIFOs

Es werden handelsübliche FIFOs verwendet.

Vorteile:

Einfache Ansteuerung des µControllers

Nachteile:

Hoher Preis

Geringe Speichertiefe

Es kann nicht auf eine beliebige Speicheradresse zugegriffen werden.

·   Verwendung von SPI/I²C-RAM-Speicher(n)

Es werden handelsübliche RAM-Speicher verwendet, die via SPI- bzw. mit dem I²C-Bus angesteuert werden.

Vorteile:

Sehr einfache Ansteuerung (es werden nur zwei bis drei zusätzliche Portpins belegt).

Nachteile:

Es gibt nur kleine RAM-Speicher.

Langsame Übertragungsgeschwindigkeit (I²C-Bus)

·   Aufbau eines eigenen Adress-/Datenbusses mit externem RAM

Es wird der komplette Adress-/Datenbus mit Adress-Latch nachgebildet. Die Schreib-/Lesesignale werden mit zusätzlichen Portpins realisiert.

Vorteile:

Beliebige Speichergröße möglich

Nachteile:

Es werden sehr viele zusätzliche Portpins für die Nachbildung des Adress-/Daten­busses und der Steuersignale benötigt.

·   Vereinfachter Aufbau eines eigenen Adress-/Datenbusses mit externem RAM

Für den Adressbus wird ein 12-bit Counter eingesetzt. Dieser kann mit Hilfe von Portpins zurückgesetzt, bzw. getaktet werden. Die Steuersignale für den Schreib-/Leseimpuls werden mit zwei zusätzlichen Portpins realisiert.

Vorteile:

Beliebige Speichergröße möglich. Nur wenige zusätzliche Steuerleitungen werden benötigt.

Nachteile:

Keine direkte Adressierung einer bestimmten RAM-Adresse möglich.

Für die Speichererweiterung wurde der vereinfachte Aufbau verwendet, da die A/D-Daten nur in zeitlicher Reihenfolge in aufeinander folgenden Adressen zwischen­ge­spei­chert werden müssen. Den Schal­tungsaufbau können sie der Abbildung 54 entnehmen. Port 2 wird nur während dem Schreib-/Lesevorgang der Daten benötigt. Ansonsten ist er frei verfügbar. Die Ansteuerung von A12 kann auch über einen kaskadierten 74HC4040 erfolgen. Dies hätte auch noch den Vorteil, dass größere SRAM-Bausteine eingesetzt werden können.

Abbildung 54  Aufbau einer externen Speichererweiterung 8k (getaktete Adressierung)

Erstellen sie das folgende Projekt, um die Ansteuerung und das SRAM testen zu kön­nen. Für das Schreiben bzw. Auslesen des SRAMs werden zwei eigenständige Funktionen (siehe Listing 56, und ‚) erstellt. In main() wird das SRAM mit Hilfe einer Schleife zu­erst beschrieben (siehe ƒ) und danach ausgelesen (siehe „). Entspricht der ausge­le­sene Wert nicht dem erwarteten, wird das Programm bei der while(1) Bedingung ge­stoppt. An diese Stelle kann jetzt eine Fehlerausgabe, z. B. über die serielle Schnittstelle oder eine Ausgabe auf dem LCD, erfolgen.

Projektname

Verzeichnis

Verwendete Sourcemodule

TestExtRAM

Test_ExtRAM

TestExtRAM.c

Tabelle 60  TestExtRAM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

…

…

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

‚

†

†

†

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ƒ

 

 

 

 

 

 

 

„

 

#include <REG932.H>

// Definition der SRAM-Groesse

#define SRAMSIZE 8192

 

// Definition der Steuerleitungen (SRAM)

sbit A12 = P0^2;

sbit _WE = P0^3;

sbit _CS1= P0^5;

// Definition der Steuerleitungen (74HC4040)

sbit CLR = P0^6;

sbit CLK = P0^7;

 

v_ClearCnt(void)

{

   CLR = 1;   // Counter loeschen   

   CLR = 0;    

   A12 = 0;   // A12 zuruecksetzen

}

 

void v_WriteVal(unsigned char ucVal)

{

   P2M1 = 0x00;  // Port 2 in Push-Pull

   P2M2 = 0xFF;

   P2 = ucVal;   // Wert einschreiben

   // Schreibimpuls erzeugen (Inhalt von P2 wird eingeschrieben)

   _CS1 = 0;  

   _WE  = 0;

   _WE  = 1;

   _CS1 = 1;

   CLK  = 0; CLK  = 1; // auf naechste Adresse setzen  

}

 

unsigned char uc_ReadVal(void)

{

   unsigned char ucResult;

   P2M2 = 0x00;  // Quasi-Bidir.

   P2M1 = 0x00;

   P2 = 0xFF;    // Port freigeben

   _WE  = 1;

   _CS1 = 0;  

   ucResult = P2; // Wert einlesen

   _CS1 = 1;

   CLK  = 0; CLK  = 1; // auf naechste Adresse setzen

   return (ucResult);

}

 

void main(void)

{

   unsigned int uiLoop;

 

   P0M1 = P0M1 & 0x13;  // Port 0 in Push-Pull

   P0M2 = P0M2 | 0xEC;

   P0 = P0 | 0xEC; // Portpins auf 1 setzen

 

   v_ClearCnt();

   // Speicher mit Werten beschreiben

   for (uiLoop = 0; uiLoop < SRAMSIZE; uiLoop++)

   {

      v_WriteVal((unsigned char)uiLoop);

      if (uiLoop == 4096)

        A12 = 1;       

   }

   v_ClearCnt();

   // Speicher auslesen und Werte ueberpruefen

   for (uiLoop = 0; uiLoop < SRAMSIZE; uiLoop++)

   {

      if (uc_ReadVal() != (unsigned char) uiLoop)

         {           // Haelt im Fehlerfall an, wenn ein RAM-Inhalt

           while(1); // nicht dem erwarteten Wert entspricht.

         }

      if (uiLoop == 4096)

         A12 = 1;      

   }

   while(1);

}

Listing 56  Inhalt von TestExtRAM.c

Das Schreiben und Lesen kann noch optimiert werden, wenn der Port P2 nicht ander­weitig benutzt wird. In diesem Fall kann die Umschaltung des Ports zwischen Quasi-Bidirektional und Push-Pull (siehe … und †) vor dem Schleifendurchlauf (siehe ƒ und „) erfolgen.