超声波液位计研发的探讨  二十六

§2-5 控制核心

单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统，也称MCU(micro control unit)。尽管它的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备

[14]。根据本课题的要求，要实现在线编程，必须要有JTAG 接口；超声波信号频率为50KHz，这就对单片机的运行速度提出了较高的要求；要实现人机交互功能，单片机就要有跟外部通信的功能；同时，还要有一定数量的I/O 口，以实现特定的功能。基于上述条件，本课题最终选择了SILABS 公司的C8051F020 单片机作为控制核心。

C8051F020 单片机是完全集成的混合信号系统级芯片，具有与8051 兼容的微控制器内核，与MCS-51指令集完全兼容。除了具有标准8052 的数字外设部件之外，片内还集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其它数字外设及功能部件。MCU 中的外设或功能件包括模拟多路选择器、可编程增益放大器、ADC、DAC、电压比较器、电压基准、温度传感器、SMBus/ I2C、UART、SPI、可编程计数器/定时器阵列（PCA）、定时器、数字I/O 端口、电源监视器、看门狗定时器（WDT）和时钟振荡器等。下面列出了该单片机的一些主要特性。

􀂋 高速、流水线结构的8051 兼容的CIP-51 内核（可达25MIPS）

􀂋 全速、非侵入式的在系统调试接口（片内）

􀂋 真正12 位（C8051F020/1）或10 位（C8051F022/3）、100 ksps 的8 通道ADC，带PGA 和模拟多路开关

􀂋 真正 8 位500 ksps 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 VDD 监视器、看门狗定时器和时钟振荡器的C8051F020/1/2/3 是真正能独立工作的片上系统。

超声波液位计