C8051F单片机在远端测控装置中的应用

　　C8051F单片机是完全集成的混合信号系统芯片(SoC)，具有与8051指令集完全兼容的CIP-51内核和高速、高性能、高集成度等特点。在本文设计的一套远端测控装置中取得了较好的效果。

　　一 系统简介

　　远端测控装置是一种现场可编程的控制器，它能完成数据的采集控制，而通过远程通信的方式(如电台、CDMA、拨号等)将数据上传至中心站或接收中心站的遥控指令。它往往被安装在比较分散、环境比较恶劣、无电源保障(经常断电或使用太阳能)且无人值守的地方，因此它运行的可靠性和功耗就显得尤为重要了。C8051F单片机的工业级工作温度(-40℃~+84℃)、低电压、低功耗、自带看门狗和多复位源等特点满足了此系统的要求。

　　基于此系统的定位，选用C8051F064做主控部分，C8051F236做从属部分。系统要求具有输入/输出点可灵活配置、多通信端口、可现场修改配置等性能。

　　系统结构如图1所示，系统采用220VAC或24VDC供电，主单元功耗3.3W，每个从单元功耗2.2W，最多可以扩展8个从单元。

　　二 主单元结构

　　主单元结构如图2所示，根据系统的特点将C8051F064的功能做如下配置：

　　存储器

　　C8051F064内部自带4352字节RAM和128字节的Flash，由于系统对数据的实时性要求不高且采用远程通信方式，为了降低功耗，往往将大量数据缓存，在一定的时间集中发送，所以需要比较大的数据存储区，利用外部数据和地址总线可以扩展32KB的RAM。另外，作为现场可编程设备，需要设定大量的参数，而这些参数都需要掉电保持，所以，除了使用单片机内部的128字节的非易失RAM之外，还扩展了一个8KB的E2PROM.

　　地址和数据总线的利用

　　地址和数据总线采用复用的方式，C8051F064支持64KB的外部存储空间，扩展RAM为32KB，所以，剩下地址线A15是空余的，利用A15和其他低位的数据线，用与非门就可以构成片选信号，用来选择总线上的设备。在总线上还外挂了一个实时时钟，用来作为系统的时间标志，由于此芯片内带有电池保持的RAM，对于频繁操作且需要保持的数据就可以存在此处，这样可以避免内部非易失RAM和E2PROM的复杂操作。另外，现场的数字I/O也可以用总线和片选经光电隔离构成，这样可以大量缩减单片机的引脚。

　　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。