超聲波液位計(jì)研發(fā)的探討  二十六

§2-5 控制核心

單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，也稱(chēng)MCU(micro control unit)。盡管它的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件：CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會(huì)具有外存。同時(shí)集成諸如通訊接口、定時(shí)器，實(shí)時(shí)時(shí)鐘等外圍設(shè)備

[14]。根據(jù)本課題的要求，要實(shí)現(xiàn)在線編程，必須要有JTAG 接口；超聲波信號(hào)頻率為50KHz，這就對(duì)單片機(jī)的運(yùn)行速度提出了較高的要求；要實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能，單片機(jī)就要有跟外部通信的功能；同時(shí)，還要有一定數(shù)量的I/O 口，以實(shí)現(xiàn)特定的功能。基于上述條件，本課題最終選擇了SILABS 公司的C8051F020 單片機(jī)作為控制核心。

C8051F020 單片機(jī)是完全集成的混合信號(hào)系統(tǒng)級(jí)芯片，具有與8051 兼容的微控制器內(nèi)核，與MCS-51指令集完全兼容。除了具有標(biāo)準(zhǔn)8052 的數(shù)字外設(shè)部件之外，片內(nèi)還集成了數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中常用的模擬部件和其它數(shù)字外設(shè)及功能部件。MCU 中的外設(shè)或功能件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(zhǔn)、溫度傳感器、SMBus/ I2C、UART、SPI、可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器陣列（PCA）、定時(shí)器、數(shù)字I/O 端口、電源監(jiān)視器、看門(mén)狗定時(shí)器（WDT）和時(shí)鐘振蕩器等。下面列出了該單片機(jī)的一些主要特性。

􀂋 高速、流水線結(jié)構(gòu)的8051 兼容的CIP-51 內(nèi)核（可達(dá)25MIPS）

􀂋 全速、非侵入式的在系統(tǒng)調(diào)試接口（片內(nèi)）

􀂋 真正12 位（C8051F020/1）或10 位（C8051F022/3）、100 ksps 的8 通道ADC，帶PGA 和模擬多路開(kāi)關(guān)

􀂋 真正 8 位500 ksps 的ADC，帶PGA 和8 通道模擬多路開(kāi)關(guān)

􀂋 兩個(gè) 12 位DAC，具有可編程數(shù)據(jù)更新方式

􀂋 64K 字節(jié)可在系統(tǒng)編程的FLASH 存儲(chǔ)器

􀂋 4352（4096+256）字節(jié)的片內(nèi)RAM

􀂋 可尋址 64K 字節(jié)地址空間的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器接口

􀂋 硬件實(shí)現(xiàn)的 SPI、SMBus/ I2C 和兩個(gè)UART 串行接口

􀂋 5 個(gè)通用的16 位定時(shí)器

􀂋 具有 5 個(gè)捕捉/比較模塊的可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器陣列

􀂋 片內(nèi)看門(mén)狗定時(shí)器、VDD 監(jiān)視器和溫度傳感器

􀂋 具有片內(nèi) VDD 監(jiān)視器、看門(mén)狗定時(shí)器和時(shí)鐘振蕩器的C8051F020/1/2/3 是真正能獨(dú)立工作的片上系統(tǒng)。

超聲波液位計(jì)