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基于C8051F处理器的多通道检测系统的设计 孙朝华 摘要 随着计算机技术应用的不断发展和深入，基于微处理器控制的便携式检测仪器的研究，已经成为现代检测技术发展的一个重要方向。本文研究了一种基于C8051F处理器以及LCD显示的多通道输入输出参数检测系统，采用总线型设计，通过I2C以及232/485串行接口实现与现场设备以及上位机（PC机）之间的通讯，能够较好地满足现场测试任务的需要。 关键词 微处理器 SMBUS总线 串口通信 LCD显示 A multicener test system design based on C8051F micro-processor SUN Chao-hua，JIANG Cun-bo (Electronics and computer science department，GUT，Guilin，541004) Abstract: The test technology research based control of the Micro-processor is the important development direction and branch of the modern test equipment.in this paper the author designs a multicenter test system based on C8051F micro-processor,LCD display and the bus,the system can finish the field test task very well,with the help of the SMBUS bus and 232/485 bus wich can communicate with the other field equipment and the personal computer． Micro-processor SMBUS bus Serial Communication LCD display 1引言 Cygnal公司的C8051F系列处理器是完全集成的混合信号系统级芯片（SOC），它内部继承了一个8通道最大速度为100Ksps的12位的ADC，拥有一个与I2C兼容的SMBUS接口，低端口通过系统设计者灵活使用优先权交叉开关译码器可以方便的分配给数字外设。C8051F的这些强大功能以及高效的运算指令能力为系统设计带来了很大的方便，为此，本文设计了一个基于C8051F处理器的总线型多通道开关量参数和模拟量参数分析和检测系统，对工业现场的电压型参数进行实时监控和主动测试，同时通过SMBUS或485总线实现数据远距传输，通过232标准接口与上位机通信连接，最终实现对现场数据的远程实时监控和测试。 2系统设计 本设计的总体思想是采用通过FLASH容量扩展的C8051F处理器作为系统的控制核心，对输入输出模拟量和开关量的采样和控制，实现LCD数据显示，数据的远距传输以及与PC机通讯等功能。系统的主要原理框图如图1为： 在以上原理图中，由于A/D转换部分需要有滤波调理电路，另外8个通道的开关量输出和16个通道的开关量输入都需要设计专门的电路，如果将所有这些电路都设计到一块PCB板上，一方面造成单块PCB板的面积非常大，使得测试仪器的占地面积也会相应增加，另一方面，由于各种信号在同一快电路板走线，相互间的干扰也会相应增加。为了能够较好的解决这一难题，系统采用了总线集成设计的思想，将整个电路板的设计分为同一总线上的三大块：A/D转换板，I/O信号控制板，MCU综合控制板，三层电路板通过自定义的64针总线有机的结合在一起，这样通过将整个电路分层次设计，在保证系统有效工作的前提下，使得仪器变得小巧而紧凑，便于携带，非常实用。 3功能模块的实现 在整个系统中，MCU是系统正常工作的逻辑控制核心，它控制着整个系统的工作时序和信号的流向，考虑到MCU内部集成的FLASH容量太小，在此扩展了一片64K的FLASH作为系统程序存储器，另外，由于C8051F配置了标准的JTAG（IEEE1149．1）接口，用于系统实现在线仿真调试，给系统编程带来了极大的方便。 考虑到数据传输量较小，为了使系统编程相对简单，整个系统采用了前后台查询编程模式，主程序状态原理框图如图2为： 从主程序状态原理框图可知，除了MCU控制模块以外，系统主要还包括以下几大功能模块：数据输入输出模块、信号调理控制模块、通讯和显示模块。 3.1数据输入输出模块 系统设计有16路独立的开关量输入通道，可以同时对16个5V的开关信号进行通断检测，8路独立的开关量输出主动测试通道，以信号Xout7为例，它的原理图如图3为： 从以上