單片機C8051F020簡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重傳感器的滿量程值和A/D轉換器的參考電壓值設置。

　　（2）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時性大為提高,滿足了本系統的動態精度要求和實時性要求,從而使本系統的前向通道更加穩定。

　　（3）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。這樣可以滿足電子配料秤存儲復雜算法程序及大量數據的要求,同時為系統的軟件升級預留了足夠的空間,且簡化了原外

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。

　　（4）具有豐富的可編程數字I/O資源

　　本系統無須進行任何的外部I/O擴展即能滿足本系統對I/O的需求,同時可使系統的人機通道和輸入/輸出開關量與CPU的聯系更加通暢,而片內的12BitDAC更加完善了本系統的后向通道。

　　（5）具有豐富的軟件資源

　　為本系統使用C51等高級語言編程創造了良好的環境,高級語言編程環境可使本系統軟件實現真正的模塊化,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的軟件升級能力。

　　（6）在線調試

　　由于片內具有JTAG和調試電路,通過JTAG可在生產現場對電子配料秤進行現場調試,因而便于解決生產中遇到的各種實際問題。

　　（7）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備的擴展,同時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、種類繁多的模擬與數字功能部件,可在基本不用進行外圍電路擴展的情況下構成1個高速、高精度、易于擴展升級的連續動態配料稱重電子秤系統。

　　5結束語

　　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。