Cygnal在片系統單片機的特點與應用

1引言

　　Cygnal C8051F系列是全集成混合信號在片系統單片機。在片系統隨著半導體生產技術的不斷發展,集成度越來越高,對嵌入式控制技術可靠性要求也越來越高而產生的新概念,即SOC(System on chip),意思是整個系統都高度集成在一個芯片上。本文通過使用Cygnal C8051F000制作一個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,及其在智能儀器中的一般使用方法,和一些需要注意的問題。

　　故障分析報警儀的原理：從4個不同點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位可編程定時計數器（PCA）可用于（PWM）;
　　(7)4個通用16位定時器;
　　(8)32個通用I/O口;
　　(9)帶有I2C/SMBus,SPI,UART串行總線;
　　(10)32 k Flash存貯器;
　　(11)256數據RAM
　　(12) 片內電源監測片內看門狗定時器片內時鐘源。

2.2主要特點

　　(1)高速的（20～25 MIPS）與8051全兼容的微控制器內核;
　　(2)Flash存貯器可實現在線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、單步觀察點、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。由于沒有復雜的數字信號處理,8051F000內部的256b RAM已夠使用,因此沒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。