时钟信号

基于FPGA的SPI协议及设计实现 博主微信：flm13724054952，不懂的有疑惑的也可以加微信咨询，欢迎大家前来投稿，谢谢！ 引言介绍 在电子通信领域里采用的通信协议有IIC，SPI，UART，FSMC等协议。本文将基于FPGA来介绍并设计标准的SPI总线协议，实现FPGA与MCU的数据通信。SPI是英语Serial Peripheral Interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。SPI是一种高速的、全双工、同步通信总线，标准的SPI也仅仅使用4个引脚，常用于FPGA和 EEPROM、FLASH、数字信号处理器等器件的数据通信。 SPI的原理介绍 SPI的通信方式是主从方式通信。这种模式通常只有一个主机和一个从机或者一个主机和多个从机；一般来说，标准的SPI协议是由4根线组成，分别是SSEL(从机片选使能信号，也写作 SCS，CSB)、SCLK(串行时钟，也写作SCK)、MOSI(主机输出从机输入Master Output/Slave Input)和MISO(主机输入从机输出Master Input/Slave Output)。有的SPI接口芯片带有中断信号INT，也有的SPI接口芯片只作为从机使用故只有MISO口，不过这里本文将基于FPGA来介绍并设计标准的SPI总线协议。 SPI的标准接口 CSB：从设备片选使能信号。注意的是

SPI 基本知识 　　SPI:高速同步串行口。是一种标准的四线同步双向串行总线。 　　SPI，是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是 串行外围设备接口 。是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。SPI接口主要应用在 EEPROM，FLASH， 实时时钟 ，AD转换器，还有 数字信号处理器 和数字信号解码器之间。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，如今越来越多的芯片集成了这种 通信协议 ，比如AT91RM9200。 　　SPI总线系统是一种同步 串行外设接口 ，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。外围设置FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。SPI总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口，该接口一般使用4条线:串行时钟线(SCLK)、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI和低电平有效的从机选择线SS(有的SPI接口芯片带有中断信号线INT、有的SPI接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI)。 　　SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备

SPI：高速同步串行口。3～4线接口，收发独立、可同步进行. SPI，是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。SPI接口主要应用在 EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如AT91RM9200. SPI总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。外围设置FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。SPI总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口，该接口一般使用4条线：串行时钟线（SCK）、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOST和低电平有效的从机选择线SS(有的SPI接口芯片带有中断信号线INT或INT、有的SPI接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI)。 SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（单向传输时）

【推荐】2019 Java 开发者跳槽指南.pdf(吐血整理) >>> 概述 数字音频接口 DAI ，即Digital Audio Interfaces，顾名思义，DAI表示在板级或板间传输数字音频信号的方式。相比于模拟接口，数字音频接口抗干扰能力更强，硬件设计简单，DAI在音频电路设计中得到越来越广泛的应用。 图1 和 图2 对比传统的音频信号和数字音频信号链的区别。 在传统的音频电路（ 图1 ）中有麦克风、前置放大器、模/数转换器ADC、数/模转换器DAC、输出放大器，以及扬声器，它们之间使用模拟信号连接。随着技术的发展和对性能考虑，模拟电路逐渐被推到链路的两端（集成到设备内部），信号链中各集成电路间将出现更多的数字接口形式。DSP通常都是数字接口的；换能器（Transducers, i.e. Mic & Speaker）、放大器一般而言只有模拟接口，但现在也正在逐渐集成数字接口功能。 目前，集成电路设计人员正在将换能器内的ADC、DAC和调制器集成到信号链一端，这样就不必在PCB上走任何模拟音频信号，并且减少了信号链中的器件数量。 图2 给出了一个完整数字音频接口的例子。 图1. 传统的音频信号链路 图2. 数字音频信号链路 数字音频信号的传输标准，如 I2S 、 PCM (Pulse Code Modulation) 和 PDM (Pulse Density

一 .stm32 的启动过程 在stm32的开发中，芯片的启动代码官方通常会提供，一般不需要修改。但是对芯片的启动代码有一定了解，有助于对某些组件工作原理加深了解 可以借助官方提供的启动代码来理解启动过程，启动代码是一个汇编文件(.s作为后缀)，我们开发板的启动文件是start_stm32f40_41xxx.s 1.初始化栈 2.初始化堆 3.实现异常向量表 4.处理各个异常的代码 其中复位异常中 ----- 初始化一些基本硬件(时钟,SRAM,FLASH...),调用主函数 二 .stm32 的时钟系统 stm32f407的推荐时钟频率 168MHz 1. 提供参考时钟的硬件 晶振 ----------- 产生低频的稳定震荡信号 RC震荡电路 ----- 产生低频的不稳定震荡信号 以上产生的频率不足以直接供给CPU使用，实际上使用PLL(锁相环)通过一个低频信号产生一个高频信号，供给CPU使用 stm32f407一共4个原始时钟源 HSIRC -------- 高速内部RC震荡时钟(16M) HSEOSC -------- 高速外部晶振(4-26M) LSIRC -------- 低速内部RC震荡时钟(32K) LSEOSC ------- 低速外部晶振(32.768K) 2.stm32f407 时钟树 绝大多数的外设挂在AHB总线和APB总线上

GPIO口（可编程IO） 一、GPIO口概念 GPIO是通用输入/输出端口的简称。可以实现输出（驱动外部电路）、输入（检测外来信号）以及模拟一些通信接口通信协议功能，是单片机和外界进行数据交换的必要窗口。GPIO和外界进行都是通过TTL数字电平（高电平或低电平）来进行数据交换的，高电平表示数字“1”，低电平表示数字“0”。 二、单片机内部系统框图 STM32数据手册 STM32 中文参考手册.pdf GPIO 章节位于：第8章 框图位于105页 I/O端口位的基本结构 三、编程思路： 1、 看原理图：GPIO与设备连接情况； 2、看数据手册 所处时钟总线； 3、固件库手册 (1)寄存器编程(难度系数高、了解一款芯片 举一反三) (2)库函数编程ST(难度系数小、出现问题找问题比较麻烦、容易上手) 四、编程 1、 开启时钟 展开：RCC库函数 RCC_APB2PeriphClockCmd 使能或者失能 APB2 外设时钟 函数原型: void RCC_APB2PeriphClockCmd(u32 RCC_APB2Periph,FunctionalStateNewState) 参数1 ： RCC_AHB2Periph 描述 RCC_APB2Periph_AFIO 功能复用 IO 时钟 RCC_APB2Periph_GPIOA GPIOA 时钟 RCC_APB2Periph_GPIOB

一、摘要 　　DE2_TV中，有关于寄存器的配置的部分，采用的方法是通过IIC的功能，这里对IIC总线的FPGA实现做个说明。 二、实验平台 　　软件平台：ModelSim-Altera 6.4a (Quartus II 9.0) 　　硬件平台：DIY_DE2 三、实验原理 1、 IIC 总线器件工作原理 　　在IIC总线上传送信息时的时钟同步信号是由挂接在SCL时钟线上的所有器件的逻辑“与”完成的。SCL线上由高电平到低电平的跳变将影响到这些器件，一旦某个器件的时钟信号变为低电平，将使SCL线上所有器件开始并保护低电平期。此时，低电平周期短的器件的时钟由低至高的跳变并不影响SCL线的状态，这些器件将进入高电平等待的状态。 　　当所有器件的时钟信号都变为高电平时，低电平期结束，SCL线被释放返回高电平，即所有的器件都同时开始它们的高电平期。其后，第一个结束高电平期的器件又将SCL线拉成低电平。这样就在SCL线上产生一个同步时钟。可见，时钟低电平时间由时钟低电平期最长的器件决定，而时钟高电平时间由时钟高电平期最短的器件决定。 　　IIC总线上数据的传输速率在标准模式下可达100kbit/s 在快速模式下可达400kbit/s 在高速模式下可达3.4Mbit/s ，连接到总线的接口数量只由总线电容是400pF 的限制决定。 2、IIC 总线的传输协议与数据传送时序 （1）起始和停止条件

通信时钟同步系统是地铁轨道交通运行的重要组成部份之一，其主要作用是为地铁工作人员和乘客提供统一的标准时间，并为通信系统及其它各有关系统（ATS 、AFC 、ISCS、PSCADA 等）提供统一的标准时间信号，使各系统的定时设备与本系统同步，从而实现地铁全线统一的标准时间信息。 1、地铁通信时钟同步系统的构成 地铁时钟的投入在保证地铁运行计时准确、提高运营服务质量方面起到了重要的作用。 以某地铁三号线为例，是按照两级组网的方式设置的即整个通信时钟同步系统是由中心一级母钟和二级母钟、数字式显示时间的子钟、监控终端（整个通信时钟同步系统的维护）、电源、分路输出接口设备及传输通道等构成。其中二级母钟是分管车站、车辆段及停车场。 2、地铁通信时钟与相关系统的接口关系 地铁通信时钟系统的调试是地铁综合联调的关键项目，是保障地铁安全运营的有效措施，因此要合理组织时钟系统的综合联调，在有限时间内成时钟系统与各系统间的系统联调，并及时解决不满足运营安全要求的问题，安全有序的组织施工调试，满足地铁运营要求。 （1）与传输系统接口：由传输为控制中心一级母钟到各车站、车辆段、停车场的二级母钟提供信号传输通道，时钟系统为传输系统网管设备提供标准时间信号； （2）与综合网络管理系统接口：时钟系统为综合网络管理系统提供设备故障告警信息，时钟系统为综合网管系统提供标准时间信号； （3）与电源系统接口

近年来电力系统大量增加保护装置、控制及测量装置。同时电网的安全稳定运行对各种自动化设备时间统一提出了更严格的要求，统一精准的时间源是分析电网事故中各种设备动作行为的重要依据。因此电力系统时钟在智能变电站中起到极为重要的作用。 电力系统同步时钟应用场合 电力系统同步时钟主要为电力提供准确、标准的时间，同时通过接口为智能化各系统提供标准的时间源。系统采用GPS/北斗双卫星导航定位系统中的时标信号作为标准时间源对时钟信号源进行校准，向电力场所的时钟及局域网内的服务器，各个工作站提供准确的时钟信号，具体应用场合如下： 1、分散控制系统是电厂自动化装置的重要组成部分，而且设备分散，往往电厂内有多套DCS系统，需要高精度的统一时间。电力系统同步时钟通过提供标准的时频基准信号，不同场所的DCS都统一到标准时间，提供高精度的时间同步服务； 2、MIS主要有生产管理系统、OA系统、财务MIS，各系统之间相互独立，需要统一的时间基准。电力系统时钟可采用串口或网口对MIS的各计算机、交换机、路由器等设备进行时间同步； 3、电厂调度调度自动化系统要求主站端与远方终端(RTU)的时间同步。 4、微机故障录波器记录各故障发生的时间，是分析故障的主要设备。利用卫星授时技术为每台故障录波器进行时间同步，从而使全系统故障录波器时间同步，有利于对故障进行分析； 5、功角实时监测通过同时测量系统两端电压之间的相位差

NTP网络时钟原理及应用 NTP网络时钟是接收网络信号授时的。NTP网络时钟是指接收NTP协议和网络信号授时的时钟。NTP是指网络时间协议，用来同步网络中各个计算机的时间的协议，可以给计算机和其它网络设备授时。 随着科技的快速发展和进步，越来越多的行业对时钟设备的精度、稳定度、抗干扰等都提出了很高的要求，时钟设备的功能和用途也在不断提升。时钟根据应用的场所不同，时钟的授时方式也不同可分为NTP网络时钟、RS485子钟、CDMA子钟、GPS子钟、物联网子钟、无线WIFI时钟、GPS北斗双模子钟等等，而NTP网络时钟是通过网线接收母钟信号的，授时精度高、信号稳定。 NTP网络时钟授时原理，GPS授时天线接收卫星的标准时间信号后，通过同轴电缆传输给母钟SYN2136型北斗NTP网络时间服务器，母钟收到卫星时间信号后，经过交换机转换生成标准时间信号，然后通过网线再传输给SYN6109型 NTP网络子钟，使SYN6109型 NTP网络子钟的时间和卫星时间同步，并且保证SYN6109型 NTP网络子钟和母钟以及场所同在一局域网内。 NTP网络时钟的应用领域和场所虽然很广泛，那么究竟那些领域和场所适合使用NTP网络时钟，NTP网络时钟适合用在一些基站信号和卫星较弱的地方，因为NTP网络时钟是通过网线接收母钟的时间信号，而母钟又通过外置GPS天线接收卫星信号的，所以NTP网络时钟授时信号很稳定。