帶24位A/D轉(zhuǎn)換的51單片機(jī)MSC1210及其應(yīng)用

無論是功能，還是性能，德州儀器（TI）的MSC1210單片機(jī)都達(dá)到了混合信號處理的顛峰，它集成了一個增強(qiáng)型8051內(nèi)核，有8路24位低功耗（4mW）Δ-∑ A/D轉(zhuǎn)換；21個中斷源；16位PWM；全雙工UART（并兼容有SPI功能）；停止方式電流小于1μA；比標(biāo)準(zhǔn)8051內(nèi)核執(zhí)行速度快3倍且全兼容；片內(nèi)集成32K字節(jié)FLASH，而且FLASH可定義為程序分區(qū)與數(shù)據(jù)存儲分區(qū)，給設(shè)計(jì)帶來非常大的靈活性；片內(nèi)SRAM也多達(dá)1.2K字節(jié)；采用 TQFP64小型封裝。由于具有如此高的模擬和數(shù)字集成度，對各種要求小體積、高集成度和精確測量而言，MCS1210實(shí)為理想的整合選擇。圖一是 MSC1210的較為詳細(xì)框圖。

圖一 MSC1210的詳細(xì)框圖

MSC1210特性介紹

模擬特性：

24位無丟失碼A/D 轉(zhuǎn)換，在10Hz采樣頻率下轉(zhuǎn)換可得到22位有效轉(zhuǎn)換結(jié)果，且轉(zhuǎn)換噪音只有75nV，轉(zhuǎn)換模塊耗電4mW；

可選緩沖輸入且輸入增益可調(diào)，調(diào)節(jié)范圍為1~128；

片內(nèi)帶有精確的轉(zhuǎn)換用參考電壓，精度為0.2%，溫漂為5ppm / ℃；

8路差分或單端輸入通道；

在片偏移、增益表度，且漂移在0.02PPM/°C與0.5PPM/°C內(nèi)。

數(shù)字特性：

8051完全兼容；

高速內(nèi)核，每個指令周期只需4個時(shí)鐘周期，在33MHz晶體驅(qū)動下，單周期指令的執(zhí)行時(shí)間為121nS；雙數(shù)據(jù)指針，可更加快數(shù)據(jù)傳送；

高達(dá)32K FLASH存儲器，F(xiàn)LASH存儲器可分區(qū)為程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器，F(xiàn)LASH存儲器可在系統(tǒng)串行編程，可加密，達(dá)1M次擦寫周期，；

1280K SRAM型數(shù)據(jù)存儲器；

2KB 啟動ROM；

34條I/O口線；

額外的32位累加器；

3個16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個系統(tǒng)時(shí)鐘，一個可編程看門狗定時(shí)器；

全雙工UART，帶DMA主、從方式SPI；

16位PWM；

多種能量控制方式，可耗電 1mA的空閑方式，可耗電1 uA的停機(jī)模式，且各個模塊的供電可以控制，低電壓檢測；

21個中斷源，可提供系統(tǒng)的靈活實(shí)時(shí)控制；

表一給出了MSC1210的大致特性。

FLASH存儲器的使用

MSC1210系列單片機(jī)的片內(nèi)存儲器4K到32K字節(jié)不等。其中MSC1210Y5的存儲器最大，有32K字節(jié)。而所有的存儲器可以通過控制位來定義用于程序存儲的大小與用于數(shù)據(jù)存儲的大小。用于程序存儲的FLASH只能通過CPU的取指令操作自動訪問、以及用 MOVC 指令進(jìn)行表格查詢時(shí)用戶訪問。用于數(shù)據(jù)存儲的FLASH可以片外RAM的方式用MOVX指令任意讀寫。由于FLASH 的這種特性，可將程序使用剩余的FLASH定義為數(shù)據(jù)存儲使用，而不需要擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器，對于節(jié)省空間以及提高系統(tǒng)可靠性很有意義。硬件配置寄存器0 （HCR0）的低3位將定義FLASH存儲器的劃分，表二與表三反映了不同F(xiàn)LASH容量器件的程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器的劃分情況。

舉例說明：（使用MSC1210Y5）
MOV HCR0，#02H ；劃分32K FLASH中的各16K 為程序空間與數(shù)據(jù)空間。
……
MOV DPTR，#400H ；400H為數(shù)據(jù)存儲器的第一字節(jié)
MOVX @DPTR,ADRESH ；保存轉(zhuǎn)換結(jié)果的高字節(jié)到400H單元
INC DPTR ；401H為數(shù)據(jù)存儲器的第二字節(jié)
MOVX @DPTR,ADRESM ；保存轉(zhuǎn)換結(jié)果的中間字節(jié)到401H單元
INC DPTR ；402H為數(shù)據(jù)存儲器的第三字節(jié)
MOVX @DPTR,ADRESL ；保存轉(zhuǎn)換結(jié)果的低字節(jié)到402H單元
……

在由HCR0的低3位定義了FLASH存儲器的劃分之后，程序存儲器的起始地址依然是0000H，但結(jié)束地址由劃分的尺寸決定（見表三）；數(shù)據(jù)存儲器的起始地址由0400H開始，不是0000H，結(jié)束地址由劃分的尺寸決定（見表三）。在使用時(shí)，要注意數(shù)據(jù)存儲器的讀寫地址不要超出范圍。