Cygnal 51單片機的特點(diǎn)與應用

1引言

Cygnal C8051F系列是全集成混合信號在片系統單片機。在片系統隨著(zhù)半導體生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展,集成度越來(lái)越高,對嵌入式控制技術(shù)可靠性要求也越來(lái)越高而產(chǎn)生的新概念,即SOC(System on chip),意思是整個(gè)系統都高度集成在一個(gè)芯片上。本文通過(guò)使用Cygnal C8051F000制作一個(gè)智能故障分析報警儀,介紹Cygnal C8051Fxxx系列全集成混合信號在片系統單片機的特點(diǎn),及其在智能儀器中的一般使用方法,和一些需要注意的問(wèn)題。

故障分析報警儀的原理：從4個(gè)不同點(diǎn)采集電壓和電流數據,綜合分析,得出故障的原因和位置,相應地提供報警、顯示和電路切除。

2C8051F000單片機簡(jiǎn)介

2.1片內資源概況
　　(1)12 位8通道輸入ADC;
　　(2)2路12位DAC;
　　(3)2路電壓比較器;
　　(4)電壓基準（內部、外部）;
　　(5)內置溫度傳感器（±3 ℃）;
　　(6)16位可編程定時(shí)計數器（PCA）可用于（PWM）;
　　(7)4個(gè)通用16位定時(shí)器;
　　(8)32個(gè)通用I/O口;
　　(9)帶有I2C/SMBus,SPI,UART串行總線(xiàn);
　　(10)32 k Flash存貯器;
　　(11)256數據RAM
　　(12) 片內電源監測片內看門(mén)狗定時(shí)器片內時(shí)鐘源。

2.2主要特點(diǎn)
　　(1)高速的（20～25 MIPS）與8051全兼容的微控制器內核;
　　(2)Flash存貯器可實(shí)現在線(xiàn)編程和用于非易失性數據存貯(E2 PROM的作用);
　　(3)工作電壓典型值為3 V (2.7～3.3 V), 全部I/O,RST,JTAG引腳均允許5 V電壓輸入;
　　(4)全系列芯片均為工業(yè)級（溫度范圍-45～+85 ℃）;
　　(5)片內JTAG仿真電路提供全速、非插入式（不使用在片資源）的電路內仿真。支持斷點(diǎn)、單步觀(guān)察點(diǎn)、運行和停止等調試命令,支持存貯器和寄存器校驗和修改。

3系統設計

3.1硬件設計

由在片系統單片機構成故障分析報警儀的硬件電路非常簡(jiǎn)單,系統硬件組成框圖如圖1所示。

系統的核心是一片8051F000微處理器。由于沒(méi)有復雜的數字信號處理,8051F000內部的256b RAM已夠使用,因此沒(méi)有擴展外部數據存儲器,當然也可以選用帶有大容量外部RAM的8051Fxxx系列單片機,來(lái)應對復雜的數字信號處理。32 k的內部Flash ROM也足夠程序存儲和配置參數等非易失性信息的存儲。

外接100 kHz RC方式外部時(shí)鐘,用于低功耗設計。

4個(gè)按鍵：由于I/O口很多,而鍵盤(pán)數目又很少,因此采用簡(jiǎn)單的非編碼鍵盤(pán),工作于中斷方式。

LCD顯示（16字符×2行）：采用由HD44780構成的液晶顯示模塊。

輸入電路由測量變壓器、精密檢波電路構成：電壓互感器和電流互感器將被測電壓和電流變換至精密檢波電路所能接受的信號,然后經(jīng)精密檢波電路傳送給8051F000的A/D。

輸出控制電路由P1口輸出控制信號,控制8路固態(tài)繼電器的接通和短開(kāi)。