單片機C8051F020及其在儀器和儀表中的應用

1引言 

    當前,隨著科學技術及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的不斷提高,對相應的儀器儀表也提出越來越高的要求,因此,儀器儀表需擴展大量的外圍功能部件來滿足儀器儀表復雜性、高性能及智能化的要求。

    這種方法雖然滿足了儀器的復雜性要求,但隨之而來的問題是由于系統(tǒng)擴展的過于復雜而造成系統(tǒng)可靠性降低,故障率增加,查找故障困難,從而失去了智能化儀器儀表的優(yōu)勢,如果能夠將功能復雜的眾多外圍功能部件全部或大部分集成到系統(tǒng)所使用的單片機內(nèi)部,則可大大提高儀器儀表系統(tǒng)的可靠性,同時又使系統(tǒng)的成本得以降低,還可利用單片機片內(nèi)資源在不增加硬件成本的情況下增強儀器的性能,因而該方案是提高儀器儀表可靠性及性能的行之有效的方法,而美國Cygnal公司的C8051F020單片機便是1款可滿足復雜高性能儀器儀表要求的單片機。 

    C8051F020單片機是集成在1塊芯片上的混合信號系統(tǒng)級單片機,具有與MCS51內(nèi)核及指令完全兼容的微控制器。除了具有標準8051機的數(shù)字外設部件外,片內(nèi)還集成了數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)中常用的模擬部件和其它數(shù)字外設及功能部件,主要包括模擬多路選擇器、可編程增益放大器、ADC、DAC、電壓比較器、電壓基準、溫度傳感器、SMBus/I2C、UART、SPI、可編程計數(shù)器/定時器陣列、定時器、I/O端口、電源監(jiān)視器、看門狗定時器和時鐘振蕩器等,且該單片機內(nèi)部具有JTAG和調試電路,通過JATG接口可以使用安裝在最終應用系統(tǒng)產(chǎn)品上的單片機進行非侵入、全速及在系統(tǒng)調試。 

        2功能與特點 

      （1）25MIPS高速流水線式與8051機完全兼容的CIP-51內(nèi)核。 

      （2）真正12位100KBps、8通道帶可編程增益放大器的ADC。 

      （3）真正8位500KBps,帶可編程增益放大器的ADC。 

      （4）5個16位通用定時器。 

      （5）具有5個捕捉/比較模塊的可編程計數(shù)/定時器陣列。 

      （6）內(nèi)部電壓基準。 

      （7）內(nèi)置溫度傳感器（