C8051F020单片机及其在总磷在线自动分析仪中的应用
新型C8051F020单片机把单一的引脚复位发展成多源复位，包括上电复位、掉电复位、外部引脚复位、软件复位、时钟丢失检测复位、比较器0复位、 WDT复位和外部CNVSTR引脚复位等。众多的复位源为保障系统的安全、操作的灵活性和系统的零功耗设计等带来了极大的好处。C8051F020完善的时钟系统能够在满足相应速度的前提下可使平均时钟频率最低，而多复位源则可使系统在掉电方式下随意唤醒。
C8051F020片内配置了标准的JTAG接口（IEEE1149．1）。在上位机软件的支持下，通过串行的JTAG接口可直接对安装在最终应用系统上的单片机进行非侵入式、不占用片内资源、全速在线系统的调试。该调试系统支持观察和修改存储器和寄存器，同时支持断点、观察点、单步运行及停机命令。在使用JTAG接口进行调试时，所有的模拟和数字外设都可全功能运行。不但如此，C8051F020的JTAG逻辑还可为在系统测试提供边界扫描功能。通过边界寄存器的编程控制可以对所有器件引脚、SFR总线和I／O口的弱上拉功能实现观察和控制。
综上所述，C8051F020是一种集成度高、功能强大的单片机芯片，非常适合于要求速度快、可靠性高、扩展功能强和节电的应用系统。
3 总磷在线自动分析仪设计
磷系药剂（以有机磷酸盐为主体的药剂）以其具有良好的缓蚀阻垢性能和低污染排放，而在工业水处理中被广泛采用。由于磷系药剂的种类繁多，且有机磷成分难于直接测量，因此，开发总磷在线分析仪可节能节水、降低污染、提高效率，具有明显的经济效益和社会效益。采用UV－光催化及氧化法提高有机磷在水中的分解并监测其分解水样，以实现定量分析的系统结构如图2所示。
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/173750.htm本仪器以C8051F020为核心，外围扩展了数据存储器AT45DB081、时钟芯片 DS1687、数字温度传感器DS18B20、智能液晶和键盘等，它们主要用于完成信号的采集、按键扫描、液晶显示和报警、温度检测、工业标准信号输出、控制阀门的开关和各种光源指示等功能。
数据存储器AT45DB081（SPI串行接口）的存储容量为8MBit，可以存储一年的测量数据；时钟芯片DS1687（8位并行接口）可以自动更新年、月、日、时、分、秒，用以完成仪器的自动标定功能；数字温度传感器DS18B20（单总线接口）用于监测溶液的温度，以保证液体恒温，加快化学反应速度，减小测量周期，提高仪器测量的重现性和稳定性；智能液晶（UART串口通信）和按键则用于完成人机对话功能，形成良好的人机界面。
该仪器用到的I／O口有40多个，可用于控制各个阀门和各种光源的开关、键盘输入和DS1687的扩展等，而C8051F020有64根I／O口线，因此可完全满足需要。
利用该硬件电路配以完善的软件设计可以实现：键盘操作、液晶显示、数据采集及检测、数据输出、报警光源控制和搅拌器的控制。图3是仪器系统的工作主流程框图。在仪器开启时，程序首先进行初始化自检和设置中断入口地址，然后刷新液晶显示屏，读出DS1687的时钟信号并将显示初始浓度值“0． 000mg／L＂送到显示屏。开启控制阀，注入被测水样对分解测量杯进行预清洗1分钟，再通过中断响应判断有无键按下。若无键按下，则调用分析子程序以完成一个周期内的操作，并将计算结果送液晶显示器显示，同时将其输送到C8051F020的D／A口作为现场标准信号，最后将测量结果存储到 AT45DB081作为历史记录保存。一个周期测量完毕后，程序返回下一个测量周期。
4 结束语
由于该总磷在线自动分析仪利用了 C8051F020的D／A转换、A／D转换、UART和SPI串行通信等多种增强功能，因此，仪器结构紧凑，设计简化。同时由于该总磷在线自动分析仪集恒温、分解、测量、控制于一体，因而大大简化了化学分析流程，提高了在线分析的检测速度和稳定性，取得了良好的应用效果。
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