1.4 终端小系统电路
终端小系统电路由复位电路、看门狗电路、振荡电路和微控制器构成。其中看门狗电路可防止系统运行时的程序死锁,电源电压下降时看门狗电路产生硬件复位信号使系统正常复位。微控制器可选用与51兼容的C8051F02x系列单片机,内部资源丰富,具体特性如下:C8051F0 20/1/2/3器件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(C8051F020/2)或32个数字I/O引脚(C8051F021/3)。下面列出了一些主要特性:
(1)高速、流水线结构的8051兼容的CIP-51内核(可达25 MIPS);
(2)全速、非侵入式的在系统调试接口(片内);
(3)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;
(4)真正8位500 KSPS的ADC,带PGA和8通道模拟多路开关;
(5)两个12位DAC,具有可编程数据更新方式;
(6)64 KB可在系统编程的FLASH存储器;
(7)4352(4 096+256)B的片内RAM;
(8)可寻址64 KB地址空间的外部数据存储器接口;
(9)硬件实现的SPI,SMBus/I2C和两个UART串行接口;
(10)5个通用的16位定时器;
(11)具有5个捕捉/比较模块的可编程计数器/定时器阵列;
(12)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。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,可用于非易失性数据存储,并允许现场更新8051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。
每个MCU都可在工业温度范围(-45~+85℃)内用2.7~3.6 V的电压工作。端口I/O,和JTAG引脚都容许5 V的输入信号电压。
1.5 外部存储电路
外部存储电路选用非易失性存储器(掉电保存数据),主要是用于存储终端参数和历史数据。存储芯片可根据数据的容量和更新周期进行选型,在保存数据量小,更新频率的应用中可选用E2PROM(理论擦除次数10 000次),而在大容量和更新频率高的应用中选用FRAM(铁电存储器,理论擦除次数100亿次)较合适。典型应用电路图如图5所示。