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ADuC812单片机的介绍及控制系统的开发

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目前,单片机开发者接触的数字控制系统,还有很大一部分反馈和最终控制的都是模拟量,这种控制系统,都需要有A/D、D/A转换,为了节约这类嵌入式控制系统的体积以及开发成本,AD公司新推出了一种单片机ADuC812,它把AD公司多年生产A/D、D/A转换器的经验和Intel成熟的51单片机技术结合在一起。

  ADuC812是一个全集成的12位数据采集控制系统,在单个芯片内集成了高性能的自校准多通道ADC,2个12位DAC以及可编程的8位(与51兼容)MCU。由于它许多的优越性能,以及便宜的价格,为我们提供了一种方便、快捷、廉价的数字控制系统设计模式。

  我们先来了解一下这款单片机的主要性能:

  ADuC812片内带有8kB的闪速/电擦除(Flash/EE)程序存储器、640B的闪速/电擦除数据存储器以及256B的SRAM,对于普通的数字控制系统这些一般可以满足控制器对存储空间的需要,不需要外加存储器芯片。虽然如此,ADuC812还能外接最多16MB的外部数据存储器和最多64kB的外部程序存储器。可以外接高存储量的数据存储器使该型单片机能够在数据采集系统以及其它需要高存储空间的系统中使用。

  采集速率,也就是A/D转换的速度最高可以达到200kb/s(12MHz晶振)。AduC812自带2.5V电压基准;八通道高精度12位ADC,2个12位电压输出DAC。由于具有和8051兼容的内核,除了某些特殊功能(如ADC、DAC)的程序编写外,其它程序的编写完全和51一样,这使51单片机的开发者很容易学会开发ADuC812单片机系统。在外围接口上面,ADuC812带有32条可编程的I/O线,包括UART串行口I/0,2线(与12C兼容)SPI串行I/O。  

ADuC812单片机的结构框图如图1所示,主要特点如下:

图1 ADuC812结构框图

  (1)具有高速(200kSPS)8通道12位高精度的ADC,片内40×10-6/℃电压基准,片内集成温度传感器。ADuC812单片机的ADC有三种工作模式:用软件或通过把转换信号加至外部引脚convst可以执行单步或连续转换模式;用定时器T2产生A/D转换的触发信号执行单步或连续转换模式;配置ADC工作在DMA模式。在DMA模式,ADC连续采样并把采样结果自动写到预定的外部RAM空间,而不需要来自MCU核的任何干预。这种模式可以实现200 kSPS高速A/D转换,DMA模式尤其适用于要求高速采样数据流的存储测试系统。

  (2)DPP数据页指针可以访问最大为16MB的大容量外部数据存储器。ADuC812具有扩展64kB的程序存储器和16MB的数据存储器。图2为扩展16MB数据存储器的接口电路。P0作为分时复用的地址/数据总线,它先送出数据指针的低位字节(DPL)作为低位地址,由ALE锁存到低位地址锁存器,然后给出数据(写操作时)或变为高阻态(读操作时),由SRAM把数据加载到数据总线。P2口在P0口送出数据指针的低位字节的同时,它送出数据指针页字节(DPP),并由ALE锁存到高位地址锁存器,然后给出数据指针的高位字节(DPH)作为中位地址。当P2口没有外接锁存器时,DPP被忽略,ADuC812同8051一样访问外部64kB数据存储器。

2 外扩16MB数据存储器的接口电路

  (3)ADuC812可以工作在低电压、低功耗的省电模式。它可以在3V或5V电压下工作,具有正常、空闲和掉电模式。通过软件可以控制芯片从正常模式切换到空闲模式,也可以切换到掉电(关闭)模式。在空闲模式下,振荡器继续工作,但不与芯片内核接通,芯片上外设可接收时钟信号并处于激活状态。在掉电模式,振荡器停止工作,所有片上外设被关闭,芯片在接收到硬件复位信号或重新上电时,将从掉电模式恢复到正常工作模式。在掉电模式下,ADuC812消耗的总电流约为5uA。