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基于C8051F330的单片机最小系统设计

来源:原创论文网 添加时间:2018-09-06

  摘要:以C8051F330为核心控制器, 设计一个具有串口通信, D/A, A/D转换, 数字量等功能的最小系统, 通过3.3V供电的低功耗增强型SOC单片机C8051F330和串口驱动芯片RS485相互配合, 实现与计算机串口通信进行数据的接收和发送。

  关键词:C8051F330; A/D; 串口通信;单片机最小系统

  1 最小系统核心控制器概述

  单片机最小系统设计是基于单片机为核心, 配合基本外围电路实现, 本系统设计为基于C8051F330为核心控制器, 进行最小系统设计。

  C8051F330是Silicon Lboratories公司生产的完全集成的混合信号片上系统型单片机。采用与8051兼容的告诉、流水线结构的CIP-51内核, 速度可达25MIPS;全速、飞侵入式的片内在线系统调试接口;带模拟多路器的真正10位200ksps的16通道单端、差分ADC;10位电流输出DAC;高精度可编程的25MHz内部振荡器;4个通用的16位定时器;17个可容许5V输入的I/O端口, 是真正能独立工作的片上系统。

  2 硬件设计

  根据系统控制要求, 主要分为对数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、的设计, 串口通信按一般的485通信模块进行设计。

  2.1 数字量输入模块

  数字量输入模块外围电路设计如图1所示。主要为了防止电压过高造成对单片机端口的伤害, 基本工作原理是当外来数字量信号到达, 首先经过一个由二极管组成的防反向的电路, 在经过电容滤波, 经过光电隔离模块, 再到达单片机的I/O口, 这样避免了单片机端口因为外部给定电压太大而烧坏。

  2.2 数字量输出模块

  数字量输出模块外围电路如图2所示。主要也是为了保证电压稳定, 当电压信号从单片机出来之后经过滤波和光电隔离模块实现保证电压的稳定, 不会因突变数字量输出模块外围电路电压信号而影响单片机的运行, 在最后加入对管是为了防止外部给定电压的方向, 这样就避免了给定电压方向的限制。

  2.3 模拟量输入模块

  模拟输入模块外围电路设计如图3所示。它主要是外部给定模拟信号, 经过磁珠和电阻之后, 把电压给LM324运算放大器, 经过跟随作用, 再经过电阻的分压, 将信号降低, 当电压再次经过LM324之后, 电压值与3.3V进行取和求平均值, 当经过LM324之后电压值超过3.3V时, 给单片机的电压信号为3.3V起到限幅的作用, 再将有效的电压信号传递给单片机, 进而实现模拟量输入模块的作用。

  3 系统调试

  当系统供电后进行单片机端口的配置, C8051F330单片机有Confi g And Confi g2Install配置软件, 将所需要的配置在该软件配置完毕既可以进行主程序的编程, 在该控制系统中, 采用分步编程, 分别将PORT、AD两个模块的初始化模块化, 然后编写主程序, 直接运用最小控制系统进行控制所需要控制即可。

  4 总结

  经过对单片机最小系统的设计, 以及对各个子模块进行的设计, 可知对于数字量和模拟量电压输入值不得低于10V, 这样能保证控制信号的正确输出。

单片机最小系统论文配图

  图1:数字量输入模块外围电路

  参考文献
  [1]王茹, 陈高平.基于C8051F330单片机的双模高度表测高分析[J].微计算机信息.2007 (14) .
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