第9章 80C51的SoC化嵌入式系统.pptVIP

第9章 80C51的SoC化嵌入式系统 主要内容： 集成模数转换器的ADμC8xx系列微转换器; 基于80C51内核的SoC单片机—C8051F。 教学建议 9.2.1具有CIP-51内核的单片机系统组成是这部分的重点内容，尤其是它的内核结构。其他部分作为一般性内容介绍。 教学目的 通过本章学习，使学生： 了解什么是SoC化的嵌入式系统 了解SoC嵌入式系统的基本结构和基本原理 第9章 80C51的SoC化嵌入式系统 9.1 ADμC8xx嵌入式数据采集系统 9.1.1 A/D转换器 1 A/D转换器的原理 在A/D转换器（简称ADC）中，因为输入的模拟信号在时间上是连续的，而输出的数字信号是离散的，所以转换只能在一系列选定的瞬间对输入的模拟信号取样，然后再把这些取样值转换成输出的数字量。因此，A/D转换的过程是首先对输入的模拟电压信号取样，取样结束后进入保持状态，在这段时间内将取样的电压量化为数字量，并按一定的编码形式给出转换结果。然后，再开始下一次取样。 第9章 80C51的SoC化嵌入式系统 2 A/D转换器的主要技术指标 分辨率 ADC的分辨率是指使输出数字量变化一个相邻数码所需输入模拟电压的变化量。 量化误差 ADC把模拟量变为数字量，用数字量近似表示模拟量，这个过程称为量化。 第9章 80C51的SoC化嵌入式系统 偏移误差 偏移误差是指输入信号为零时，输出信号不为零的值，所以有时又称为零值误差。 满刻度误差 满刻度误差又称为增益误差。ADC的满刻度误差是指满刻度输出数码所对应的实际输入电压与理想输入电压之差。 线性度 线性度有时又称为非线性度，它是指转换器实际的转换特性与理想直线的最大偏差。 第9章 80C51的SoC化嵌入式系统 绝对精度 在一个转换器中，任何数码所对应的实际模拟量输入与理论模拟量输入之差的最大值，称为绝对精度。 转换速率 ADC的转换速率是指能够重复进行数据转换的速度，即每秒转换的次数。 转换时间 ADC完成一次模拟量输入、开始转换、到数字量由ADC转换器输出所经历的时间，这个参数直接影响到ADC转换的速度。它是转换速率的倒数。例如，我们熟悉的ADC0809转换时间是100微秒。 第9章 80C51的SoC化嵌入式系统 9.1.2 D/A转换器 1 工作原理 D/A（数/模）转换器输入的是数字量，经转换后输出的是模拟量，为单片机在模拟环境中的应用提供了一个数据转换的接口。 为把数字量转换为模拟量，在D／A转换芯片中要有解码网络，常用的主要为二进制权电阻解码网络和T型电阻解码网络。转换过程是先将各位数码按其权的大小转换为相应的模拟分量，然后再以叠加方法把各模拟分量相加，其和就是D／A转换的结果。 第9章 80C51的SoC化嵌入式系统 技术指标 分辨率 分辨率是指输入数字量的最低有效位（LSB）发生变 化时，所对应的输出模拟量（常为电压）的变化量。 线性度 线性度（也称非线性误差）是实际转换特性曲线与理 想直线特性之间的最大偏差。 转换精度 转换精度以最大静态转换误差的形式给出。这个转换 误差应该包含非线性误差、比例系数误差以及漂移误 差等综合误差。 第9章 80C51的SoC化嵌入式系统 建立时间 对于一个理想的D／A转换器，其数字输入信号从一 个二进制数变到另一个二进制数时，其输出模拟信号 电压应立即从原来的输出电压跳变到与新的数字信号 相对应的输出电压。 温度系数 在满刻度输出的条件下，温度每升高l度，输出变化的 百分数定义为温度系数。 输出电平 不同型号的数模转换器的输出电平相差较大，一般为 5V～l0V，有的电压输出型的输出电平高达24V～30V。 第9章 80C51的SoC化嵌入式系统 输入代码 有二进制码、BCD码（二、十进制编码）、双极性时 的符号——数值码、补码、偏移二进制码等。 输入数字电平 指输入数字信号分别为“l”和“0”时，所对应的输入高 低电平的基准数值。 工作温度范围 由于工作温度会对运算放大器和加权电阻网络等产生 影响，所以只有在一定的温度范围内才能保证额定精 度指标。 第9章 80C51的SoC化嵌入式系统 9.1.3 ADμC812的主要特点 ADμC812是全集成的12位数据采集系统，它在单个芯片内包含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MCU（与80C51兼容）。片内有8KB的闪速／电擦除程序存储器、640B的闪速／电擦除数据存储器、256B数据SRAM（支持可编程）以及与80C51兼容的内核。 另外，MCU支持的功能包括看门狗定时器、电源监视器（PSM）以及ADC DMA功能。为多处理器接口和I／O扩