帶24位A/D轉(zhuǎn)換的51單片機(jī)MSC1210及其應(yīng)用

無(wú)論是功能，還是性能，德州儀器（TI）的MSC1210單片機(jī)都達(dá)到了混合信號(hào)處理的顛峰，它集成了一個(gè)增強(qiáng)型8051內(nèi)核，有8路24位低功耗（4mW）Δ-∑ A/D轉(zhuǎn)換；21個(gè)中斷源；16位PWM；全雙工UART（并兼容有SPI功能）；停止方式電流小于1μA；比標(biāo)準(zhǔn)8051內(nèi)核執(zhí)行速度快3倍且全兼容；片內(nèi)集成32K字節(jié)FLASH，而且FLASH可定義為程序分區(qū)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分區(qū)，給設(shè)計(jì)帶來(lái)非常大的靈活性；片內(nèi)SRAM也多達(dá)1.2K字節(jié)；采用 TQFP64小型封裝。由于具有如此高的模擬和數(shù)字集成度，對(duì)各種要求小體積、高集成度和精確測(cè)量而言，MCS1210實(shí)為理想的整合選擇。圖一是 MSC1210的較為詳細(xì)框圖。

圖一 MSC1210的詳細(xì)框圖

MSC1210特性介紹

模擬特性：

24位無(wú)丟失碼A/D 轉(zhuǎn)換，在10Hz采樣頻率下轉(zhuǎn)換可得到22位有效轉(zhuǎn)換結(jié)果，且轉(zhuǎn)換噪音只有75nV，轉(zhuǎn)換模塊耗電4mW；

可選緩沖輸入且輸入增益可調(diào)，調(diào)節(jié)范圍為1~128；

片內(nèi)帶有精確的轉(zhuǎn)換用參考電壓，精度為0.2%，溫漂為5ppm / ℃；

8路差分或單端輸入通道；

在片偏移、增益表度，且漂移在0.02PPM/°C與0.5PPM/°C內(nèi)。

數(shù)字特性：

8051完全兼容；

高速內(nèi)核，每個(gè)指令周期只需4個(gè)時(shí)鐘周期，在33MHz晶體驅(qū)動(dòng)下，單周期指令的執(zhí)行時(shí)間為121nS；雙數(shù)據(jù)指針，可更加快數(shù)據(jù)傳送；

高達(dá)32K FLASH存儲(chǔ)器，F(xiàn)LASH存儲(chǔ)器可分區(qū)為程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，F(xiàn)LASH存儲(chǔ)器可在系統(tǒng)串行編程，可加密，達(dá)1M次擦寫(xiě)周期，；

1280K SRAM型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；

2KB 啟動(dòng)ROM；

34條I/O口線(xiàn)；

額外的32位累加器；

3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘，一個(gè)可編程看門(mén)狗定時(shí)器；

全雙工UART，帶DMA主、從方式SPI；

16位PWM；

多種能量控制方式，可耗電 1mA的空閑方式，可耗電1 uA的停機(jī)模式，且各個(gè)模塊的供電可以控制，低電壓檢測(cè)；

21個(gè)中斷源，可提供系統(tǒng)的靈活實(shí)時(shí)控制；

表一給出了MSC1210的大致特性。

FLASH存儲(chǔ)器的使用

MSC1210系列單片機(jī)的片內(nèi)存儲(chǔ)器4K到32K字節(jié)不等。其中MSC1210Y5的存儲(chǔ)器最大，有32K字節(jié)。而所有的存儲(chǔ)器可以通過(guò)控制位來(lái)定義用于程序存儲(chǔ)的大小與用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的大小。用于程序存儲(chǔ)的FLASH只能通過(guò)CPU的取指令操作自動(dòng)訪問(wèn)、以及用 MOVC 指令進(jìn)行表格查詢(xún)時(shí)用戶(hù)訪問(wèn)。用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的FLASH可以片外RAM的方式用MOVX指令任意讀寫(xiě)。由于FLASH 的這種特性，可將程序使用剩余的FLASH定義為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)使用，而不需要擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，對(duì)于節(jié)省空間以及提高系統(tǒng)可靠性很有意義。硬件配置寄存器0 （HCR0）的低3位將定義FLASH存儲(chǔ)器的劃分，表二與表三反映了不同F(xiàn)LASH容量器件的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的劃分情況。

舉例說(shuō)明：（使用MSC1210Y5）
MOV HCR0，#02H ；劃分32K FLASH中的各16K 為程序空間與數(shù)據(jù)空間。
……
MOV DPTR，#400H ；400H為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的第一字節(jié)
MOVX @DPTR,ADRESH ；保存轉(zhuǎn)換結(jié)果的高字節(jié)到400H單元
INC DPTR ；401H為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的第二字節(jié)
MOVX @DPTR,ADRESM ；保存轉(zhuǎn)換結(jié)果的中間字節(jié)到401H單元
INC DPTR ；402H為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的第三字節(jié)
MOVX @DPTR,ADRESL ；保存轉(zhuǎn)換結(jié)果的低字節(jié)到402H單元
……

在由HCR0的低3位定義了FLASH存儲(chǔ)器的劃分之后，程序存儲(chǔ)器的起始地址依然是0000H，但結(jié)束地址由劃分的尺寸決定（見(jiàn)表三）；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的起始地址由0400H開(kāi)始，不是0000H，結(jié)束地址由劃分的尺寸決定（見(jiàn)表三）。在使用時(shí)，要注意數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)地址不要超出范圍。