ADμC812评估板的总体设计论文.doc

第一章ADμC812评估板的总体设计 一、前言 ADuC812 是美国Analog Devices 公司投入市场的第一种微转换器产品, 他集成了一个完全可编程的、自校准、高精度的模拟数据采集系统。他小得可以放 置在一个传感器、转发器或电缆连接器之内。他的成本极低, 因此可以取代建立在单片机基础上的高成本、大体积的产品。由于其高精度和高速度, 他适用于智能传感、瞬时获取、数据采集和各种通信系统。此外,与分立式的AD 转换和微控制器相比, 他的效率更高。因为后者要求CPU 用更多的精力控制数据转换, 而他获取数据只需简单地从寄存器中读取。这样就减轻了程序设计的负担, 极大地提高了开发效率。这种崭新的微转换器和它先进的混合信号处理的IC 工艺, 显著地提高了数据采集系统的性能并大幅度地减少了开发时间和成本。其高性能和高精度转换技术, 能更灵活地对芯片编程, 能更方便地处理大量的数据采集问题, 其低廉的价格更富有竞争力。在我们开发的评估板中, 以ADuC812 为CPU 完成数据采集、A/D转换、串口程序下载、按键与液晶显示等功能。 与以往的80C51单片机及其他类型单片机不同，ADuC812具有在线调试和下载功能。通过设计一个接口电路来实现PC机与ADuC812的串行接口电路进行通信,利用从网络上免费下载的支持ADuC812的开发工具包QuickStart开发系统就可实现这一功能。 二、本设计题目思路 采用AD 公司的ADuC812 作为控制单元, 该芯片带有8 路模拟量输入, 2 路模拟量输出, 12 位高速AD 转换, 内置有看门狗和16 位定时器电路; 另外,我们外部扩展了32k 程序空间和64k 数据空间, 采用点阵式液晶显示各种汉字提示信息, 并配有操作键盘和状态与告警指示灯, 系统的通信接口采用标准的RS232 接口。如果需要现场总线或其它接口可选配。具体设计框图如图1-1 所示。 图1-1 设计框图 ADuC812 最多能外接16MB 的外部数据存储器和64KB 的外部程序存储器。外部程序存储器用一片E2PROM27256 实现。对于外部数据存储器, 除选用了一片32K常规RAM 62256 之外, 还选用了一片带时钟的掉电自保护RAM DS1644 , 它除了能提供年、月、日、星期、时、分、秒等实时时钟信息外, 还可在系统掉电时保存各种数据参数。标准232 接口采用MAX232 实现控制器内部与通信线路之间的电平转换与隔离。液晶LCD 显示模块包括点阵液晶显示控制器T6963C 及液晶显示屏MGLS —240128T , 可显示数字、字符、汉字及图形。 第二章 ADμC812评估板的硬件设计 一、ADμC812单片机介绍 （一）、概述 ADuC812 是一个完整的12 位数据采集系统, 其功能方框图如图2-1所示。它将高性能、自校准、多通道的模/ 数转换器(ADC) 、双数/ 模转换器(DAC) 和8 位可编程微控制器(与8051 指令系统兼容) 集成在一个芯片上。该芯片还带有加密功能的8k 字节快擦除程序存储器、640 字节快擦除用户存储器及256 字节RAM 。片内微控制器具有支持看门狗定时器、电源监控和ADC 的DMA功能。24 条可编程输入/ 输出线、8 条单输入线、I2C 兼容口、SPI 和标准的异步串行(UART) 输入/ 输出口可满足多处理器通讯和扩展输入/ 输出的需要。控制转换器的静态CPU 标准、等待和掉电模式等特性, 可用于低功耗的应用场合, 该芯片采用52 脚扁平四方形塑封(DQFP) 。ADuC812 区别于51 系列单片机的一个显著特征就是能加载程序代码给片内在线可编程闪速/电擦除程序存储器。这种在线代码加载利用UART 串行口实现。串行加载允许用户对在线连接的目标系统重新编程, 因而不必使用其他的外部编程器。我们利用QuickStart 开发系统工具, 就可以通过串口从上位机直接把程序代码写入ADuC812 的程序存储器中, 实现在系统编程, 加快开发进程。 图2-1 ADuC812的功能方框图 （二）、ADuC812 的功能特点 模拟输入/ 输出 ●8 通道,真12 位模数转换器(ADC) ●自校验 ●200kHz 高速采样 ●片内DMA 控制器可用于自动采集 ●双12 位电压输出型数/ 模转换器（DAC) ●片内带有温度传感器 存储器 ●8k 字节片内程序快擦除存储器 ●640 字节片内数据快擦除存储器 ●256 字节片内数据RAM ●64k 字节外部程序可寻址空间 ●16M 字节外部数据可寻址空间 以8051 为基础的内核 ●与8051 兼容的指令系统 ●12MHz 额定操作 ●3 个16 位定时/ 计数器 ●24 条可编程输入/ 输出线 ●8 条可编程