C8051F064单片机在远端测控装置中的应用

串口

　　C8051F064内部带有两个UART，其中串口0经光电隔离转换为RS-485信号,用于跟现场的其他设备连接，串口1再加上6个GPIO口经电平转换后成为全功能标准的RS-232接口,用于与Modem、电台、CDMA等连接。用C8051F064的SPI口经MAX3100扩展成UART，通过外部的可选配件，转变成RS-232或RS-485信号。

　　模拟量

　　C8051F064的模拟量输入最高不超过3.6V，所以接入信号时要注意其范围，针对此系统，由于现场信号大部分是4mA~20mA电流,因此用100Ω的精密电阻，配上2.5V的精密电压源，可以将模拟量的精度调整到1‰。另外，启动内部ADC0的窗口检测功能，可以方便地实现模拟量的上下限越限报警功能。

　　数字量

　　大部分数字量直接挂在总线上，另外，有两路开关量输入直接接到单片机引脚，并在内部分配这两个引脚为定时/计数器的输入，这两路就可以兼做脉冲量了。

　　单片机资源分配

　　C8051F064的端口功能分配使用交叉开关的方式，而且还带有优先级，这种方式很灵活，但是要求设计师在电路设计时就要将内部的功能分配就绪，也就是说电路板加工完成后就不可以随意修改交叉开关了。

　　复位

　　C8051F064除了实现传统的RESET信号复位外，还有上电、掉电、外部信号、软件命令、比较器0、时钟丢失检测及开门狗等复位功能，共7种复位方式。单片机复位后可以通过查询寄存器得知是何原因引起的复位，这对数据的处理和故障分析都是很有用的。本系统使用的是上电、软件命令、时钟丢失和看门狗，增加软件命令复位的原因是：由于这些设备的安装地点都是比较偏远的，当中心站察觉此设备异常时，可以将其重新启动，以解决一些异常问题。

　　三 一些技术问题

　　数据的存储

　　在这个系统中有多个可以存储数据的存储器，如256字节的内部RAM、4KB的内部扩展RAM、32KB的外扩RAM、128字节的Flash、实时时钟内114字节的电池保持RAM和外扩8KB的E2PROM，这么多的数据存储区，一定要仔细分配其用途，以便充分发挥功能和速度。本系统作如下分配：256字节的内部RAM读写速度最快，而且它是单片机内核所占用的，所以要减少使用，它用在对速度要求较高且频繁使用的地方，如中断内的变量等;4KB内部扩展RAM和32KB外扩RAM的地位是等同的，一般用作程序的中间变量;128字节的Flash是整片修改的，所以修改之前要把所有数据读到缓冲区，将要修改的字节改掉，再把整片擦除，然后把数据写入。虽然写比较麻烦，但是读取很方便，所以用它存放一些不经常改动而且需要掉电保持的数据，如模拟量的修正值等;实时时钟内114字节的RAM读写速度较快，而且访问方便，所以用它存放需要掉电保持的中间变量，这样可以随意读写;8KB的E2PROM受总线逻辑的限制，读写较慢，但数据区较大，用来存放功能的设定值，在程序初始化的时候把它读出并放到中间变量区，以后不对其操作，修改内部数据操作不宜在中断中进行，防止延长中断时间。

　　看门狗

　　本文采用的是22.1184MHz晶振，那么看门狗监控时间最长只有47.4ms,这对实时性要求不高。本文采用中断喂狗的方式。一般来说单纯的中断喂狗是不可以的，因为程序中起作用的是主循环，而当主循环进入非正常状态时，中断往往还在进行，所以用中断喂狗还需主循环配合。这里采用的是5ms中断喂狗，在中断中用变量a累加，当a累加到100时，就不再喂狗;而主循环内不断将a清0，这样就可以把看门狗的时间延长到500ms。

　　模拟量滤波

　　C8051F064的ADC是逐次逼近型的，虽然速度快至1MSPS，但数据的抖动特别大，所以在混合系统中应用时，外围一定要加滤波电路，如果在硬件设计中没有考虑也没关系，可以充分利用它的速度，在内部采用软件滤波的方式。本系统对模拟量的采集速度要求不高，只求稳定和准确，在内部采用了20个点的中位值平均滤波，然后再用20次平均值算法，这样，就算外围没有任何滤波措施，也能得到很好的效果。