Coo1Runner-Ⅱ器件实现地址解码/总线接口逻辑

如图所示为8051的总线状态机。 　　 如图 8051的总线状态机　　首先，8051将地址送上地址总线。当ALE_N有效时，状态机转入ADDR DECODE状态。开始对地址进行解码，并判断当前CPLD是不是被寻址的设备。如果地址匹配，则会有如下两种操作过程。　　(1)WR_N=0(写)：8051撤销 ADDR_DATA总线上的地址信息，将待写数据送上ADDR_DATA，总线，状态机进入DATA_TRS状态。在该状态，ADDR_DATA总线上的数据被锁存到SPI内相应寄存器。当WR_N=1时，状态机进入END_CYCLE状态。　　 (2)RD-N=0（读）：8051三态ADDR_DATA总 在微处理器系统设计中，地址解码和总线接口逻辑是关键组成部分，它们负责设备间的通信和数据交换。本文以Coo1Runner-Ⅱ器件为例，解释如何实现这一功能，特别是与8051微处理器的交互过程。 8051微控制器是一款经典的16位单片机，其总线状态机控制着数据传输和地址访问的过程。如图所示的8051总线状态机有多个阶段，包括IDLE、ADDR DECODE、DATA_TRS和END_CYCLE状态。8051会将要访问的地址放到地址总线上，此时地址锁存器ALE_N信号变为有效，触发状态机进入ADDR DECODE状态。 在ADDR DECODE状态下，CPLD（复杂可编程逻辑器件）接收地址总线上的信息，执行地址解码。解码的目标是确定当前的地址是否匹配CPLD的地址范围。如果匹配成功，意味着CPLD是被选中的设备，将参与到接下来的数据交换中。 当写操作（WR_N=0）发生时，8051会清除ADDR_DATA总线上的地址信息，转而发送待写入的数据。这时，状态机进入DATA_TRS状态。在DATA_TRS状态，ADDR_DATA总线上的数据被CPLD内部的SPI（串行外围接口）寄存器锁存。一旦写操作完成，WR_N信号恢复为高电平，状态机进入END_CYCLE状态，标志着一个总线周期结束。 对于读操作（RD_N=0），8051同样会三态ADDR_DATA总线，使得SPI可以将其内部被寻址寄存器的数据送到ADDR_DATA总线上。8051随后锁存这个数据，然后使RD_N信号无效，再次进入END_CYCLE状态。在这个状态，CPLD会将ADDR_DATA总线设置为三态，以准备下一次的总线操作。 在整个过程中，8051通过控制ALE_N信号来切换状态机的不同阶段。当ALE_N为高时，状态机返回IDLE状态，等待下一个地址或命令的到来。这种精细的时序控制确保了微处理器与外设之间的通信准确无误。 总结来说，Coo1Runner-Ⅱ器件通过地址解码功能识别8051提供的地址，并在匹配时进行数据的读写操作。总线接口逻辑则协调8051与CPLD之间的数据传输，确保在适当的时序下进行。这个过程涉及到地址总线的管理、信号的控制以及SPI寄存器的读写，是嵌入式系统中至关重要的通信机制。理解这些原理对于设计和调试基于8051的嵌入式系统至关重要。