监控器的时序设计

     智能电器是一种数字化、微机化的监控和保护设备，其监控器内包含可编程数字处理器件、存储器、各种不同的外围设备接口电路和辅助集成电路，它们都要在处理器件的管理下，按照严格的时序要求，协调一致地工作。由于不能保证存、种集成电路的读写速度与所选用的处理器件完全一致，特别是各种外围设备的执行速度，一般都大大低于处理器件，因此，为保证监控器的正常工作，硬件设计时应充分考虑到快速的处理器件和其他慢速器件的时序协调问题。时序协调的基本措施有以下几种。
     (1）选用存取周期与处理器件兼容的外部存储器和接口电路芯片。当监控器的中央控制模块处理器件有外部扩展ROM、RAM和I/O接口芯片时，应尽量保证外部扩展电路芯片的存取速度与处理器件存取速度兼容，否则容易造成数据出错，甚至会导致系统的崩溃。
     (2）处理器件采用插入等待周期的数据存取方式，协调与外部扩展芯片的存取时序。
     当前处理器件常用的各类MCU基本都有Ready输入端，当外部扩展的存储器和I/O接口电路内部寄存器的读写速度低于处理器件时，向Ready端输出相应的逻辑信号，处理器件将在读、写总线周期中自动插入等待周期，以协调与外部扩展芯片的时序问题。
     (3）利用接口电路的应答控制，通过程序查询或中断处理来协调低速的外部设备与高速处理器间的时序。微机的通用I/O接口与外部设备连接的除外引脚除数据I/O端口外，一般都提供一对应答控制信号线。一根为处理器准备好收发数据时通知外部设备，另一根为外部
设备准备好收发数据时通知处理器件。处理器件可用程序查寻这一对应答线的状态来协调与外部设备数据交换的时序，也可采用中断处理的方式来实现二者间时序的配合。
     采用现场可编程门阵列FPGA的智能电器监控器中，所有功能模块和时序配合需要的逻辑电路全部采用对其内部逻辑器件的预先编程实现。在这类监控器工作时，数字信息的处理、I/O和时序处理将全部由编程好的硬件逻辑完成。