采用微控制器的通用控制系统技术方案

一种基于微控制器的控制设备（２），有主微控制器（４）并由外总线（６）而连到诸如ＥＰＲＯＭ（８）、ＥＥＰＲＯＭ（１６）、ＲＡＭ（１２）等存储器；有装在单个芯片上的辅助电路（２０）；有三稳态地址锁存器（２２）供启动外编程器（３０）使其对系统的各ＥＰＲＯＭ进行编程之用；有地址译码器（２４）能提供各种存储器映象（１０４）。总线宽度不同的装置可组合成一控制系统。ＥＥＰＲＯＭ的混合写保护器件（２６）提供各种保护等级，并方便单个ＥＥＰＲＯＭ内的存取。辅助电路（２０）使得与从属控制器（１８）的连接带来了方便。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及采用微控制器(一种装在半导体芯片上性能有限的中央处理器)的电子控制系统。以微控制器为主要组成部分且采用外存储器和/或辅助“从属”微控制器的电子控制系统往往需要许多辅助电路的支持来执行与系统总线有关的一些功能。本专利技术包括在电子控制系统各种各样的用途中能执行这些功能的辅助集成电路。这里要作为本专利技术的一个最佳实施例进行说明的一个实例是一种控制自动机械变速装置(AMT)用的电子控制系统的一部分，该自动机械变速装置是通过增设了电子控制系统和诸如气动或机电执行机构而实现自动化的机械传动装置和离合器。本专利技术是采用某种型式的一些微控制器的多种用途的通用电子控制设备。本专利技术的一个目的是提供一种使外部编程器能对作为系统的主微控制器来说是其外部设备的可擦可编程只读存储器(EPROM)进行编程的三稳态地址锁存器。另一个目的是提供一种能适应各种各样的存储器映象的适应性极强的地址译码器。另一个目的是给电可擦可编程只读存储器(EEPROM)提供灵活的写入保护。写入保护减少了存储器中的信息由于疏忽而在其上重写从而被擦除的风险;在单个EEPROM中对提供保护和方便性方面都做了不同的妥善处理。下面更详细地说明上述和其它目的。附图说明图1示出了AMT微控制器系统体系结构方框图的一部分图2示出了同一个体系结构图的另一部分。图1和2一起体现了许多可能应用本专利技术的系统的一个实施例。图3是本专利技术的辅助电路体系结构更详细的方框图，即一个在图2上以一个方框表示的集成电路。图4示出了本专利技术的地址译码器部分。图5是一个芯片选择映象图(achipselectmap)，该图与地址译码器有关。图6画出了一个寄存器地址译码器，它是地址译码器的一部分。控制AMT用的电子控制装置是本专利技术值得推荐的一个应用实例。该装置在图1和2中的总编号为2。本说明书把下列详细说明AMT情况的美国专利也包括进来，供参考之用美国专利4，361，060、4，551，802、4，567，263、4，702，127。体系结构这里所述的特定的AMT实施例，其电子控制装置2采用了美国加利福尼亚州圣克拉拉市保韦大道3065号英特尔公司制造的8097BH型主微控制器4(或类似的微控制器)。这种微控制器有一个外总线6供连接到诸如外EPROM8、RAM12和EEPROM16之类的辅助存储器之用(总线宽度可调)和供其它输入/输出之用，必要时可以接一个从属微控制器18。本专利技术包括在单个芯片上的一个辅助电路20，该电路在各式各样的用途中执行着与总线有关的一些功能。本专利技术的电子控制系统具有多方面的适应性，因而还可用作控制AMT以外的许多其它用途的标准组件。有了辅助电路20就可以不用装配一个系统通常需用的各种“胶合式”芯片，而且可以简单地设象组件18那样的任意的从属微控制器。图1和2举例说明了如何将该器件20连接到具有一从属微控制器的系统中。辅助电路20有四个功能组件(图3)，即.地址锁存器22.地址译码器24.EEPROM禁示写入逻辑26.外接口电路28下面分别说明这些组件。三稳态地址锁存器8097BH微控制器4的系统总线6有16个时分多路复用地址和数据线路。这些线路用以在某一总线周期开始传输地址并稍后在同一个周期中传输数据。锁存器22即为这个多路复用而设的，其作用是在各总线周期用总线6传输数据时的部分总线周期期间为外存储器8、12和16保存地址，见图3。在某些系统中(包括所述的AMT系统在内)中，最好是能在将程序存储器(EPROM8)焊到电路上之后对其进行编程。这是通过使主微控制器4能够停止对可连接到辅助电路20的地址总线32上的外可编程只读存储器(PROM)编程器30的控制实现的，见图2。该过程要求地址锁存器22是个三稳态的锁存器，以便使外PROM编程器30能控制地址总线32。因此本专利技术的地址锁存器22包括一些能输出三种状态的输出驱动器34(图3)，其中一个状态的阻抗高，因而容许对地址总线的控制由外部设备驱动。三稳态驱动器34是些由PGMPROM(程序可编程只读存储器)信号在端子36加以控制的逻辑装置，PGMPROM高时，它们的输出端处于高阻抗状态。PGMPROM低时，驱动器34起放大器的作用将地址锁存器22的输出传送到总线32上。在许多常规设计中，任何一种设计都可以使驱动器34达到所要求的外部特性，举例说，PGMPROM信号能将串联连接的晶体管从导通驱动为截止。三稳态驱动器34使EPROM8可以无需从电路上卸下就可加以编程，因此无需配备插座来固定各EPROM。为使总线上的外存储器8、12、16和其它装置有尽可能多的时间对地址进行译码，地址锁存器22选用透明式的，借助于锁存器22使外部设备8等即使在该地址真正锁存在锁存器22之前也可以使用该地址。当端子38处的地址锁存器启动(ALE)信号高时，锁存器22打开，接收地址，ALE信号低时，锁存器22闭合。地址译码器为使本专利技术可用于许多不同的系统配置，要求地址译码器24的适应性能高得足以适应各种不同的存储器映象(存储器映象表示诸存储器(即RAM、EPROM、EEPROM，I/O)在处理器地址空间内的组织情况)。此外8097BH微控制器4系设计得使其能同时适应8位宽和16位宽的装置等。为在同一个总线上混合使用8位和16位装置，需要规定该装置在各存储单元例如EPROM的总线宽度(图4)四个地址选择线路40、42、44、46和一个总线宽度线路48的信号是在地址译码器内产生的，而且可以在离开芯片时加以利用，从而可以控制各种对主微控制器和辅助电路来说是外部设备的设备。这些将在下面标题为“从外部可加以利用的地址选择和总线宽度信号”的一节中进一步讨论的线路和信号，它们的名称如下PROMSEL′(40，具有一个三稳态输出驱动器50)RAMSEL′(42)EEPSEL′(44)AUXSEL′(46)BUSWIDTH(48)。此外在地址译码器24中还产生有13个寄存器选择线路，用于内部控制对装在辅助电路芯片本身的诸寄存器的存取情况，见图4和6。这些将在下面标题为“内部寄存器选择线路”的一节中进一步讨论的线路和它们的信号，其名称如下WREGWR宽度寄存器写入52PREGWRPROMsel寄存器写入54RREGWRRAMsel寄存器写入56EREGWREEPROM寄存器写入58AREGWRAUX(辅助)寄存器写入60FIFORDFIFO(先进先出)读出62FIFOWRFIFO写入64STATRD状态寄存器读出66CNFIGWR配置寄存器写入68PORTARDPORTA读出70PORTAWRPORTA写入72PORTBWDPORTB读出74PORTBWRPORTB写入76从外部可加以利用的地址选择和总线宽度信号从外部可以使用的地址选择线路40等以及在线路48上的总线宽度信号，其作用是提供各种系统可能需要的访问存储器配置的能力而无需另外小规模和中规模的集成电路。由于这种辅助电路是想将其用在存储器映象尚未明确的一些用途中，因此赋予它能有效地配置成能满足各种系统的要求的能力。这是通过在辅助电路20的地址译码器24中设内寄存器78、80、82、84以接收和存储总线6的地址信息实现的，辅助线路20即通过分别控制其四个芯片选择线路40、42、44、46响应总线6的。见本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制系统，其特征在于，该系统包括：一微控制器（４）ＥＰＲＯＭ装置（８），供存储程序之用，且具有一总线（３２），三稳态地址锁存装置（２２），接收来自所述微控制器（４）的地址（６），用以通过其三个可选择的输出状态的两个状态将所述各地 址传递到所述总线（３２）上；编程装置（３０），系所述微控制器（４）的外部设备，且可与所述总线（３２）连接起来，供对所述ＥＰＲＯＭ装置（８）进行编程之用；指令（３６）提供装置，用以提供启动所述编程装置（３０）使其对所述ＥＰＲＯＭ装置（ ８）进行编程的指令，所述三稳态地址锁存装置（２２）包括接收所述指令（３６）的开关装置（３４），用以选择所述三个输出状态的高阻抗第三状态以便使所述编程装置（３０）可以对所述ＥＰＲＯＭ装置（８）进行编程。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：威廉弗朗西斯科特，
申请(专利权)人：易通公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]