單片機C8051F020簡(jiǎn)介及其在儀器和儀表中的應用

圖2 以C8051F020為核心的電子配料硬件框圖

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

（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(guò)拉或壓等形式將重量傳遞給稱(chēng)重傳感器,稱(chēng)重傳感器通常采用電阻應變橋式,其輸出電壓擺幅均為0V～數百mV,故需將此信號放大后才能提供給A/D轉換器,可編程增益放大器的增益可根據稱(chēng)重傳感器的滿(mǎn)量程值和A/D轉換器的參考電壓值設置。

　?。?）A/D轉換器

　　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片內的ADC,一方面簡(jiǎn)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的測量精度和測量實(shí)時(shí)性大為提高,滿(mǎn)足了本系統的動(dòng)態(tài)精度要求和實(shí)時(shí)性要求,從而使本系統的前向通道更加穩定。

　?。?）程序和數據存儲器

　　C8051F020單片機片內具有64KByte的大容量FLASH程序存儲器和4305Byte的數據存儲器。這樣可以滿(mǎn)足電子配料秤存儲復雜算法程序及大量數據的要求,同時(shí)為系統的軟件升級預留了足夠的空間,且簡(jiǎn)化了原外

擴的程序及數據存儲器。由于C8051F020支持在系統編程使得本系統的軟件升級極為方便。

　?。?）具有豐富的可編程數字I/O資源

　　本系統無(wú)須進(jìn)行任何的外部I/O擴展即能滿(mǎn)足本系統對I/O的需求,同時(shí)可使系統的人機通道和輸入/輸出開(kāi)關(guān)量與CPU的聯(lián)系更加通暢,而片內的12BitDAC更加完善了本系統的后向通道。

　?。?）具有豐富的軟件資源

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

　?。?）在線(xiàn)調試

　　由于片內具有JTAG和調試電路,通過(guò)JTAG可在生產(chǎn)現場(chǎng)對電子配料秤進(jìn)行現場(chǎng)調試,因而便于解決生產(chǎn)中遇到的各種實(shí)際問(wèn)題。

　?。?）串行通信

　　C8051F020提供了UART、I2C、SPI等多種串行總線(xiàn),故允許以多種方式來(lái)進(jìn)行外部設備的擴展,同時(shí)更有利于構成多級分布式測控系統。

　　利用C8051F020片內提供的功能強大、種類(lèi)繁多的模擬與數字功能部件,可在基本不用進(jìn)行外圍電路擴展的情況下構成1個(gè)高速、高精度、易于擴展升級的連續動(dòng)態(tài)配料稱(chēng)重電子秤系統。

　　5結束語(yǔ)

　　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(wú)論是進(jìn)行現有儀器儀表的升級換代還是復雜高性能的智能儀器儀表設計,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”的理想選擇。