GPIB接口專用芯片TNT4882

摘要：TNT4882是美國NI公司推出的一款GPIB接口專用芯片。文中介紹了其內部結構、外圍時鐘電路和部分重要的寄存器，給出了GPIB接口設計中對TNT4882編程的基本思路和注意事項。

1 概述

TNT4882是美國NI公司的一款單芯片、高速、聽/講功能的兼?zhèn)涞腉PIB(General purpose interface bus)接口專用芯片。它內部集成了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。為了達到更高的傳輸速率。TNT4882采用了單芯片F(xiàn)IFO緩存電路設計，其內置的16個增強型IEEE 488.1兼容收發(fā)器可以直接連接GPIB總線，以實現(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，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銷。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)出的消息和信號轉化成相應的GPIB消息和信號，以使實現(xiàn)GPIB設備和CPU及內存之間的通信。

圖1 雙芯片模式結構框圖

2 內部結構和外圍時鐘電路

2.1 TNT4882的內部結構

TNT4882的內部結構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Turbo 7210模式和Turbo 9914模式。工作模式的選擇和轉換由寄存器的設置來決定，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)和訪問屬性。

在雙芯片工作模式下，NAT4882相當于μPD7210(Turbo 7210模式)或TMS9914A(Turbo 9914模式)，但功能更加強大。此時的結構及工作過程如圖1所示。當前GPIB寫數(shù)據(jù)時，CPU首先將數(shù)據(jù)寫入TNT4882的FIFO里，并由傳輸狀態(tài)機將數(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；而當從GPIB上讀數(shù)據(jù)時，過程則正好相反。

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，其結構如圖2所示。此時，TNT4882中寄存器的設置與Turbo 7210模式類似。

由于單芯片模式采用的是最簡單且最快速的結構，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 外圍時鐘電路

TNT4882工作時需要40MHz的驅動時鐘，產(chǎn)生時鐘信號的方法有兩種：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所示的外圍時鐘電路。

圖2 單芯片模式結構框圖 圖3 TNT4882外圍時鐘電路

3 寄存器簡介

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

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

表1 TNT4882的部分寄存器

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

4 軟件編程

TNT4882是一種需要軟件編程的集成電路。其內部各個寄存器的狀態(tài)決定或標志著芯片及GPIB的工作狀態(tài)。在GPIB接口設計中，只有通過編程對寄存器進行正確設備，才能實現(xiàn)對GPIB的各種操作。以下是編程的基本思路和注意事項。

4.1 芯片初始化

最典型的初始化程序需完成以下工作：

（1）復位TNT4882器件中的Turbo488電路；

（2）將TNT4882設置成Turbo 7210模式；

（3）將TNT4882設置成單片機模式；

（4）使Local Power-On信號有效；

（5）配置TNT4882以為GPIB操作作準備，其具體任務是設置TNT4882的GPIB

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