單片機C8051F020簡介及其在儀器和儀表中的應(yīng)用

圖2 以C8051F020為核心的電子配料硬件框圖

　　使用C8051F020可使系統(tǒng)擴展的外圍電路及接口電路數(shù)量大大減少,提高了系統(tǒng)的可靠性及穩(wěn)定性,同時為系統(tǒng)的功能擴展及軟硬件升級提供了方便。系統(tǒng)中利用了C8051F020的以下資源以簡化原電路設(shè)計。

（1）可編程增益放大器PGA

　　電子配料秤將被測物體的重量通過拉或壓等形式將重量傳遞給稱重傳感器,稱重傳感器通常采用電阻應(yīng)變橋式,其輸出電壓擺幅均為0V～數(shù)百mV,故需將此信號放大后才能提供給A/D轉(zhuǎn)換器,可編程增益放大器的增益可根據(jù)稱重傳感器的滿量程值和A/D轉(zhuǎn)換器的參考電壓值設(shè)置。

　　（2）A/D轉(zhuǎn)換器

　　C8051F020單片機具有12Bit分辨率的ADC和10Bit分辨率的ADC,這里使用12Bit分辨率的ADC,12Bit分辨率ADC的采樣速率高達100KBps,利用C8051F020片內(nèi)的ADC,一方面簡化了原外圍擴展的ADC,另一方面,其12Bit的精度和100KBps的采樣速率使得本系統(tǒng)的測量精度和測量實時性大為提高,滿足了本系統(tǒng)的動態(tài)精度要求和實時性要求,從而使本系統(tǒng)的前向通道更加穩(wěn)定。

　　（3）程序和數(shù)據(jù)存儲器

　　C8051F020單片機片內(nèi)具有64KByte的大容量FLASH程序存儲器和4305Byte的數(shù)據(jù)存儲器。這樣可以滿足電子配料秤存儲復(fù)雜算法程序及大量數(shù)據(jù)的要求,同時為系統(tǒng)的軟件升級預(yù)留了足夠的空間,且簡化了原外

擴的程序及數(shù)據(jù)存儲器。由于C8051F020支持在系統(tǒng)編程使得本系統(tǒng)的軟件升級極為方便。

　　（4）具有豐富的可編程數(shù)字I/O資源

　　本系統(tǒng)無須進行任何的外部I/O擴展即能滿足本系統(tǒng)對I/O的需求,同時可使系統(tǒng)的人機通道和輸入/輸出開關(guān)量與CPU的聯(lián)系更加通暢,而片內(nèi)的12BitDAC更加完善了本系統(tǒng)的后向通道。

　　（5）具有豐富的軟件資源

　　為本系統(tǒng)使用C51等高級語言編程創(chuàng)造了良好的環(huán)境,高級語言編程環(huán)境可使本系統(tǒng)軟件實現(xiàn)真正的模塊化,也可使各種編程算法變得簡單容易,同時也更加完善,因而大大改善了本系統(tǒng)的軟件升級能力。

　?。?）在線調(diào)試

　　由于片內(nèi)具有JTAG和調(diào)試電路,通過JTAG可在生產(chǎn)現(xiàn)場對電子配料秤進行現(xiàn)場調(diào)試,因而便于解決生產(chǎn)中遇到的各種實際問題。

　?。?）串行通信

　　C8051F020提供了UART、I2C、SPI等多種串行總線,故允許以多種方式來進行外部設(shè)備的擴展,同時更有利于構(gòu)成多級分布式測控系統(tǒng)。

　　利用C8051F020片內(nèi)提供的功能強大、種類繁多的模擬與數(shù)字功能部件,可在基本不用進行外圍電路擴展的情況下構(gòu)成1個高速、高精度、易于擴展升級的連續(xù)動態(tài)配料稱重電子秤系統(tǒng)。

　　5結(jié)束語

　　C8051F020是目前8位單片機中功能較強的1種,利用其強大的功能,無論是進行現(xiàn)有儀器儀表的升級換代還是復(fù)雜高性能的智能儀器儀表設(shè)計,都是非常理想的,因而該電路是智能儀器儀表的核心“單片機系統(tǒng)”的理想選擇。