基于c8051f020的soc单片机实验系统设计

《基于c8051f020的soc单片机实验系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第十七届中国过程控制会议论文集基于C8051F020的SOC单片机实验系统设计胡滨，姚凯学（贵州大学计算机科学与技术学院，贵阳，550025）摘要：本文介绍了一种单片机实验系统，它是为Cygnal公司的C8051Fxxx单片机教学而设计。该实验系统功能强大，可由用户根据实际需要，稍加修改即可构成一个单片机应用系统。关键词：SOC单片机；C8051F020；实验系统0引言当今社会，科学技术迅猛发展，单片机广泛应用于工业现代化技术改造和高新技术电子产品的开发。回顾单片机的发展，80C51系列扮演着重要的角色。期间经历了三次飞跃。第一

2、次是以“单片微型计算机”形态出现的MCS-51系列，将单片机推进到MCU时代；第二次是FLASHROM技术的应用，引领了单片机的FLASHROM潮流；第三次是Cygnal公司推出的C8051F系列单片机，将80C51系列由MCU时代推向SOC时代。我国高校，开设的《单片机原理及其应用技术》课程，传统上学习的是Intel公司生产的MCS-51系列单片机，使用的实验仪器也多为该系列的实验板。现已有部分高校，选用Cygnal公司的C8051Fxxx系列单片机作为学习对象。单片机是一门实践性很强的学科，学生在学习的过程中，必须选择与之配

3、套的实验设备才便于教学。在这，结合我校实际情况，我们设计了一种基于C8051F020的SOC单片机实验系统。１C8051F020实验系统的结构本实验系统采用开放式结构设计，由多个电路模块构成。每个模块之间相互独立。这样，可根据实验的需要进行系统配置。结构图如图1所示：图1C8051F020实验系统结构图该单片机实验系统的构成如下所述：C8051F020混合信号MCU；晶振电路单元；复位电路单元；FLASH存储器扩展模块；作者简介：胡滨（1977-），男，贵州安顺人，硕士，主要研究方向为SOC单片机与嵌入式技术、智能控制。264第

4、十七届中国过程控制会议论文集外部数据存储器扩展模块；8位LED数码管显示模块；16键键盘输入模块；16×2字符型液晶显示模块；步进电机控制模块；蜂鸣报警器模块；通用扩展实验区。2C8051F020实验系统的硬件设计该实验系统的硬件框图如图2所示：图2C8051F020实验系统的硬件图2.１CPU系统模块该实验系统选用C8051F020作为其微控制器。C8051F020是完全集成的混合信号系统级MCU芯片，具有64个数字I/O引脚。C8051F020主要特性如下：高速、流水线结构的8051兼容的CIP-51内核（可达25MIPS）

5、；全速、非侵入式的在系统调试接口（片内）；真正12位、100ksps的8通道ADC，PGA和模拟多路开关；真正8位500ksps的ADC，带PGA和8通道模拟多路开关；两个12位DAC，具有可编程数据更新方式；64K字节可在系统编程的FLASH存储器；4352（4096+256）字节的片内RAM；可寻址64K字节地址空间的外部数据存储器接口；硬件实现的SPI、SMBus/I2C和两个UART串行接口；5个通用的16位定时器；具有5个捕捉/比较模块的可编程计数器/定时器阵列；片内看门狗定时器、VDD监视器和温度传感器。具有片内VD

6、D监视器、看门狗定时器和时钟振荡器的C8051F020是真正能独立工作的片上系统。所有模拟和数字外设均可由用户固件使能/禁止和配置。FLASH存储器还具有在系统重新编程能力，可用265第十七届中国过程控制会议论文集于非易失性数据存储，并允许现场更新C8051固件。片内JTAG调试电路允许使用安装在最终应用系统上的产品MCU进行非侵入式（不占用片内资源）、全速、在系统调试。该调试系统支持观察和修改存储器和寄存器，支持断点、观察点、单步及运行和停机命令。在使用JTAG调试时，所有的模拟和数字外设都可全功能运行。2.2通用扩展实验区通

7、用扩展实验区，类似于实验面包板，由多个孔间距为2.54mm的工业单排圆孔插座构成。这样，在这个通用扩展实验区中，可根据需要，插入各种集成电路芯片，便于各种实验电路与单片机的连接，开发新的应用实验。2.3键盘与LED数码管显示模块本系统键盘采用行列矩阵式结构。共设计16个键。LED显示器选用8段LED，采用共阴极连接，共8位显示。为节省I/O口以及减少电路版面的占用，将键盘与LED数码管显示设计为一个功能模块，由接口芯片8155来管理。2.4通信接口为便于单片机和PC机的数据交互，该实验系统设计了通信模块部分。由于IBM-PC系列

8、微机都配备有标准RS-232接口，且本实验系统和PC机之间的通信距离为2米内，数据的传输量不会很大，因此，采用RS-232接口来进行通信。在这，使用C8051F020片内的串行口和PC机的异步通信接口芯片8250,即可实现双机之间的串行通信。2.5字符型液晶显示