基于C8051F020单片机的实时测控装置设计

摘要：为了实现某型电子装备研制中对于时序控制和多路数据采集的实时性要求，设计了一种基于C8051F020单片机的实时测控装置。采用多单片机系统实现了多路模数混合信号的实时采集，完成复杂的时序控制，准确地输出各种控制信号。将采集的数据进行综合分析计算，利用硬件逻辑判决电路对单片机的计算结果和传感器的参考信号进行优先级判断，最终输出系统所需的触发信号。该装置采用多个单片机和功能模块，构建了多数入多输出的数据采集和控制系统，利用RS 485协议实现多机串行通信，完成了系统预定功能。
关键词：C8051F020；测控装置；数据采集；时序控制

0 引言
C8051Fxxx单片机是美国Silabs公司推出的完全集成的混合信号系统级芯片，具有与8051指令集完全兼容的CIP-51内核。在项目研制中采用C8051F020单片机，对于熟悉掌握51单片机的技术人员来说，在硬件设计及软件编程上大大提高了研制效率和装备可维护性。测控装置是某型电子装备的实时控制装置，是整个系统最重要的组成部分之一，是系统运行过程中的指挥控制中心。该装置通过构建多单片机系统，实现了复杂时序的实时控制以及多路数据采集，可以提供系统正常工作所需的多路输出控制信号；通过硬件设计和软件编程实现了单片机与单片机、单片机与上位机之间的实时通信，各子系统之间的效据交换和复杂逻辑关系的处理，系统在规定时间可靠输出多路控制信号等功能。

1 测控装置的硬件设计
1．1 总体设计
测控装置主要完成装备运行过程中的参数设置、时序控制、数据采集、输出控制、串口通信等任务，其硬件设计采用了“核心模块+数据采集模块+输出控制模块+数字逻辑模块”的模块化设计思想。其中核心模块包含单片机系统的基本功能，其他三个模块分别完成系统特定功能。这种设计思想既简化了系统硬件设计，又缩短了系统研制周期。测控装置的总体设计框图如图1所示。