深入解析TP3465 MICROWIRE接口设备

在电子设备的设计中，高效的通信接口至关重要。TP3465 MICROWIRE接口设备（MID）为微处理器与外设之间的通信提供了强大而灵活的解决方案。本文将深入探讨TP3465的特性、功能、应用以及相关的技术细节。

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一、TP3465概述

1. 基本功能

TP3465 MID能让通用微处理器（如National Series 32000处理器、Intel 80C188、80C86、80286、Motorola 6800和68000系列处理器）通过串行MICROWIRE接口与多达八个外设进行高效通信。它通过执行所有数据序列化和传输协议，使每个外设对微处理器而言就像直接连接一样。

2. 应用领域

• ISDN终端适配器：可用于连接ISDN组件，如TP3420 SID，以及非ISDN组件，如LCD显示驱动器和串行EEPROM。
• 数字和模拟线卡：适用于ISDN和非ISDN线卡应用，可连接多个MICROWIRE外设。
• 与标准外设接口：能与行业标准的串行EEPROM、模数转换器、LCD驱动器、时钟发生器等外设进行接口。

3. 特性亮点

• 总线兼容性：支持复用和非复用微处理器总线，兼容National/Intel和Motorola微处理器总线。
• 时钟速度：微处理器时钟（CKIN）最高可达20 MHz，MICROWIRE时钟速度最高可达5 MHz。
• 外设兼容性：直接兼容8位和16位MICROWIRE外设。
• 温度范围：商业温度范围为0°C至 +70°C。
• 封装形式：采用28引脚PLCC封装，CMOS工艺，低功耗。

二、接口与引脚说明

1. MICROWIRE接口

由SK（时钟输出）、SO（数据输出）、SI（数据输入）和最多8个片选输出线组成。SK为MICROWIRE时钟输出，SO为数据输出，也可在与特殊设备通信时用作数据输入，SI为数据输入，CS0 - CS7用于选择MICROWIRE外设。

2. 复用微处理器总线接口

MULT/INT引脚在上电时采样，若为低电平，则微处理器总线格式为复用模式。该接口由8位复用地址/数据微处理器总线和6条控制线组成。

3. 非复用微处理器总线接口

若MULT/INT引脚在上电时不为低电平，则微处理器总线格式为非复用模式。由4位地址总线、8位数据总线和6条控制线组成。

三、功能描述

1. 微处理器接口

支持National/Intel和Motorola总线格式的复用和非复用模式。通过MULT/INT引脚确定总线格式，内部具有灵活的总线接口逻辑，以支持不同总线格式所需的地址和数据选通信号。

2. MICROWIRE通信模式

• 软件控制片选：除了两个数据字节寄存器外，还有一个与输出CS片选引脚直接映射的寄存器，微处理器软件通过写入CS寄存器来选择和取消选择各个引脚。
• 硬件生成片选：通过访问其他地址位置的数据寄存器，硬件状态机触发激活CS引脚，发送相应数量的MICROWIRE数据位，然后取消选择引脚。

3. 控制和数据寄存器

有6个控制寄存器（PD、MWM、SKP、SKR、ST）和1组数据寄存器（FMB和SMB）用于与MICROWIRE设备进行数据通信。不同寄存器具有不同的功能，如PD寄存器用于定义引脚方向，SKP寄存器用于设置MICROWIRE时钟极性等。

四、MICROWIRE主/从模式

1. 主模式

MID作为MICROWIRE总线的主设备，提供SK时钟输出到外设，通过SO引脚发送数据，通过SI引脚接收数据。CS0 - CS7引脚用作外设的片选引脚。

2. 从模式

通过设置ms位，MID可工作在MICROWIRE从模式。主设备的时钟连接到MID的CKIN引脚，SK输出被忽略。

五、软件驱动程序

1. 初始化

• 写入PD寄存器，将所需的片选控制引脚（CS0 - CS7）设置为输出。
• 写入SKP寄存器，选择连接到CS0 - CS7引脚的每个MICROWIRE设备的SK时钟极性。
• 写入MWM寄存器，选择连接到CS0 - CS7引脚的设备是8位还是16位。

2. 数据发送

• 正常模式：假设向连接到CS0 - CS7中任何一个的MICROWIRE设备发送16位数据，先写入CS寄存器激活相应的CS引脚，然后依次写入SMB和FMB寄存器，等待传输完成后再取消选择CS引脚。
• 硬件辅助片选：假设向连接到CS3引脚的设备发送16位数据，先将低字节数据写入SMB地址，然后将高字节数据写入FMBD3地址。

六、应用案例

1. ISDN终端适配器

MID可用于ISDN终端适配器，连接ISDN和非ISDN组件。MID的SK、SO和SI信号连接到所有外设，设备片选控制线分别连接到每个设备，外设的状态中断直接连接到主处理器。

2. 模拟或数字线卡

可用于模拟和数字线卡应用，最多可连接8个MICROWIRE外设。外设的中断可通过线或方式连接到主处理器的一个中断线，中断发生后需要对所有设备进行轮询。

3. 主从MICROWIRE操作

MID可作为MICROWIRE时钟的主设备或从设备，用于处理器间的通信。在进行MICROWIRE字节数据传输之前，两个处理器之间需要进行外部握手。

七、电气和时序特性

1. 电气特性

包括绝对最大额定值、输入输出电压、电流等参数。例如，VCC到GND的最大电压为7V，输入电压范围等都有明确规定。

2. 时序特性

包含微处理器总线接口、MICROWIRE端口接口以及控制和时钟时序关系的时序图和相关参数。如地址选通信号的宽度、建立时间、保持时间等都有详细的规定。

TP3465 MICROWIRE接口设备以其丰富的功能、广泛的兼容性和灵活的通信模式，为电子工程师在设计微处理器与外设通信系统时提供了一个可靠的选择。在实际应用中，工程师需要根据具体需求合理配置寄存器和引脚，以实现高效、稳定的通信。你在使用TP3465时遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。