第4章 基于單片機控制器

第4章基于單片機的控制器4.1MCS-51單片機4.2模擬數(shù)據(jù)采集4.3模擬數(shù)據(jù)輸出4.4功率輸出4.5單片機現(xiàn)場控制器4.6其他嵌入式處理器 4.1MCS－51單片機

MCS－51是Intel公司生產(chǎn)的一個單片機系列的名稱。屬于這一系列的單片機有多種，如8051/8751/8031，8052/8752/8032，80C51/87C51/80C31，80C52/87C52/80C32等。

該系列單片機的生產(chǎn)工藝有兩種：一是HMOS工藝（即高密度短溝道MOS工藝），二是CHMOS工藝（即互補金屬氧化物的HMOS工藝）。CHMOS是CMOS和HMOS的結(jié)合，它既保持了HMOS高速度和高密度的特點，又具有CMOS低功耗的特點。在產(chǎn)品型號中凡帶有字母“C”的，即為CHMOS芯片，不帶有字母“C”的，即為HMOS芯片。HMOS芯片的電平與TTL電平兼容，而CHMOS芯片的電平既與TTL電平兼容，又與CMOS電平兼容。在單片機應用系統(tǒng)中，一般應盡量采用CHMOS工藝的芯片。

在功能上，該系列單片機有基本型和增強型兩大類，通常以芯片型號的末位數(shù)來區(qū)分，末位數(shù)為“1”的型號為基本型，末位數(shù)為“2”的型號為增強型。

在片內(nèi)程序存儲器的配置上，該系列單片機有三種形式，即掩膜ROM、EPROM和ROMLess（無片內(nèi)程序存儲器）。如80C51含有4KB的掩膜ROM，87C51含有4KB的EPROM，而80C31在芯片內(nèi)無程序存儲器，應用時要在單片機芯片外部擴展程序存儲器。各廠商以8051為基本核開發(fā)出的CHMOS工藝單片機產(chǎn)品統(tǒng)稱為80C51系列。當前常用的80C51系列單片機主要產(chǎn)品有：

Intel公司的80C31、80C51、87C51、80C32、80C52、87C52等；

ATMEL公司的89C51、89C52、89C2051、89C4051等。

除此之外，還有Philips、華邦、Dallas、Siemens（Infineon）等公司的各種產(chǎn)品。

這些產(chǎn)品在某些方面有一些差異，但基本結(jié)構(gòu)和功能是相同的。所以，以80C51代表這些產(chǎn)品的共性，而在具體的應用電路中，有時會采用某一產(chǎn)品的特定型號。 4.2模擬數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集是單片機控制系統(tǒng)中最為普遍的應用需求。數(shù)據(jù)采集的對象可以是溫度、壓力、流量等各種物理量。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以是復雜控制系統(tǒng)的一部分，也可以是配備顯示（或打?。┹敵龅莫毩⑾到y(tǒng)（或儀表）。模擬數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸入通道的構(gòu)成如圖4－1所示。圖4－1模擬數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸入通道的構(gòu)成4.2.1傳感器

傳感器把被測的物理量（如溫度、壓力等）作為輸入?yún)?shù)，將其轉(zhuǎn)換為電量（電流、電壓、電阻等）后輸出。物理量的性質(zhì)和測量范圍不同，傳感器的工作機理和結(jié)構(gòu)就不同。通常，傳感器輸出的電信號是模擬信號（已有許多新型傳感器采用數(shù)字量輸出）。當信號的數(shù)值符合A/D轉(zhuǎn)換器的輸入等級時，可以不用放大器放大；當信號的數(shù)值不符合A/D轉(zhuǎn)換器的輸入等級時，就需要放大器放大。4.2.2多路模擬開關

多路模擬開關的作用是將多路模擬信號分別與A/D轉(zhuǎn)換器接通，逐一進行A/D轉(zhuǎn)換，以達到分時享用A/D轉(zhuǎn)換器的目的。

以多路模擬開關AD7501為例（圖4－2所示），AD7501是CMOS型8選1多路模擬開關，每次從8個輸入端中選擇一路與公共端相連，選擇的通道號由輸入的地址編碼確定（如表4－1所示），與TTL電平兼容。圖4－2AD7501表4－1地址編碼表

4.2.3放大器

放大器通常采用集成運算放大器。常用的集成運算放大器有0P－07、5G7650等。在環(huán)境條件較差時，可以采用數(shù)據(jù)放大器（也稱為精密測量放大器）或傳感器接口專用模塊。4.2.4采樣/保持器

因為A/D轉(zhuǎn)換需要一定的時間，為了保證轉(zhuǎn)換精度，在A/D轉(zhuǎn)換的過程中，要求信號的電壓保持不變，在A/D轉(zhuǎn)換完成后，又要能跟蹤信號電壓的變化。能完成這個功能的電路叫采樣/保持電路（或稱為采樣/保持器，Sample/Hold，簡稱S/H）。

香農(nóng)采樣定理：對于一個有限頻率的連續(xù)信號，當采樣頻率fs≥2f信max時，采樣函數(shù)才能不失真地恢復原來的連續(xù)信號。采樣定理給出的是采樣的最低頻率，為了保證精度，工程上通常要求fs=(4~10)f信max。

圖4－3為采樣/保持電路的原理圖。采樣/保持電路由存儲電容CH、模擬開關T（N溝道增強型MOS管）、輸入電阻RI（限流）、反饋電阻RF和運算放大器A組成。在開關控制信號S的作用下，電路有兩種工作模式：

采樣模式：控制信號S為高電平，T導通，輸入信號UI通過RI、T向電容CH充電，若RI=RF，則充電結(jié)束后，UO=UC=-UI；圖4－3采樣/保持電路的原理圖保持模式：控制信號S為低電平，T截止，輸出電壓UO由電容CH兩端電壓保持。

根據(jù)上述工作方式，要求采樣/保持電路:在采樣階段，存儲電容要盡快充電，以快速跟蹤信號電壓；在保持階段，存儲電容漏電流必須接近于零，以保持信號電壓（相當于一個模擬信號存儲器）。

集成采樣/保持器主要有AD582、AD583（一般）、HTS－0025（高速）、SHA1144（高分辨率）等。4.2.5A/D轉(zhuǎn)換器及其與單片機接口

A/D轉(zhuǎn)換器用于將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量，其主要指標是分辨率。A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)與其分辨率有直接的關系。8位的A/D轉(zhuǎn)換器可以對滿量程的1/256進行分辨。A/D轉(zhuǎn)換器的另一個重要指標是轉(zhuǎn)換時間。選擇A/D轉(zhuǎn)換器時必須滿足采樣分辨率和速度的要求。

采樣/保持輸出電平仍是模擬量，把采樣后的樣值電平歸化到與之接近的離散電平上，稱為量化，指定的離散電平稱為量化電平。量化必然存在誤差（系統(tǒng)誤差）。量化一般有兩種方法：只舍不入（類似于取整運算）和有舍有入（類似于四舍五入），前一種量化誤差（1LSB）是后一種量化誤差（0.5LSB）的兩倍。用二進制數(shù)碼來表示各個量化電平的過程稱為編碼。量化單位電壓就是兩個量化電平之間的差值，二進制數(shù)碼位數(shù)越多，量化單位電壓就越小，量化誤差就越小，精度就越高。

在A/D轉(zhuǎn)換中，模擬電壓的輸入范圍一般有0～5V、0～10V、-5～5V等，其中0～5V、0～10V稱為單極性輸入，-5V～5V稱為雙極性輸入。在輸入范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)換前后的模擬電壓與數(shù)字碼之間有一一對應的關系。

轉(zhuǎn)換后的數(shù)字碼一般有二進制碼和BCD碼兩種。BCD碼常用于直接顯示數(shù)字，二進制碼用于與計算機的接口，有8、10、12、16位等，位數(shù)越多，精度越高。對于雙極性輸入，一般給出二進制補碼的形式或雙極性偏移碼的形式，如表4－2所示。表4－2A/D編碼1.12位A/D轉(zhuǎn)換器AD574A

實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換的方法比較多，常見的有計數(shù)法、雙積分法和逐次逼近法。由于逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換具有速度快、分辨率高等優(yōu)點，而且采用該法的A/D轉(zhuǎn)換器芯片的成本較低，因而目前絕大多數(shù)A/D轉(zhuǎn)換器都采用這種方法。

AD574A是一款逐次逼近式12位A/D轉(zhuǎn)換器，其引腳排列如圖4－4所示，其引腳及功能說明如表4－3所示。圖4－4AD574A的引腳圖表4－3AD574A的引腳及功能表4－4AD574A控制信號的真值表

2.帶采樣/保持器的12位A/D轉(zhuǎn)換器AD1674

AD1674從引腳到功能都與AD574/674完全兼容，只是AD1674內(nèi)部增加了采樣/保持電路，采樣頻率為100kHz，大大高于AD574A，并且有全控模式和單一工作模式，其精度達0.05%。AD1674采用BIMOS工藝，主要由寬頻帶采樣/保持器、10V基準電源、時鐘電路、D/A轉(zhuǎn)換器、SAR寄存器、比較器和三態(tài)輸出緩沖器等組成，其結(jié)構(gòu)如圖4－5所示。當控制部分發(fā)出啟動轉(zhuǎn)換命令時，首先使采樣/保持器工作在保持模式，并使SAR寄存器復零。一旦開始轉(zhuǎn)換，就不能停止或重新啟動A/D轉(zhuǎn)換，此時輸出緩沖器的數(shù)據(jù)輸出無效。逐次逼近寄存器按時鐘順序從高位到低位順序進行比較，以產(chǎn)生轉(zhuǎn)換結(jié)果。轉(zhuǎn)換結(jié)束時，返回一個轉(zhuǎn)換結(jié)束標志給控制部分，控制部分立即禁止時鐘輸出，并使采樣/保持器工作在采樣模式。與此同時，延遲STS信號下跳的時間來穩(wěn)定轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，以滿足12位的精度。圖4－5AD1674內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖當AD1674工作在全控模式時，利用CE、CS和R/C來控制轉(zhuǎn)換和讀數(shù)。如果CE＝1且CS＝0，則R/C＝1時讀數(shù)；反之，啟動A/D轉(zhuǎn)換。這種模式適合用唯一地址總線或數(shù)據(jù)總線譯碼的多個設備的系統(tǒng)。

當AD1674工作在單一模式時，CE＝1，CS＝0，12/8、A0＝0，它是通過R/C來完成讀數(shù)和轉(zhuǎn)換功能的。這種模式適用于有足夠輸入口而無需擴充數(shù)據(jù)總線的系統(tǒng)，尤其適用于16位數(shù)據(jù)總線。

AD1674為標準28腳雙列直插式封裝，如圖4－6所示。其引腳意義及功能說明如表4－5所示。圖4－6AD1674引腳說明表4－5AD1674引腳及功能圖4－7AD1674與8031單片機的硬件接口電路中斷方式的A/D轉(zhuǎn)換服務子程序如下：

初始化程序：

INITI：SETBIT1 ；啟動中斷1初始化編程

SETB EA

SETB EX1

MOV DPTR，#4000H；啟動AD1674的轉(zhuǎn)換

MOVX@DPTR，A中斷服務子程序：

INT1： MOV DPTR，#4000H ；讀取A/D高8位轉(zhuǎn)換結(jié)果

MOVX A，@DPTR ；放入8031內(nèi)部RAM的20H單元

MOV 20H，A

INC DPTR ；讀取低4位A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果

MOVX A，@DPTR ；放入8031內(nèi)部RAM的21H單元

ANL A，0F0H ；屏蔽掉A中低4位

MOV 21H，A ；留下低4位A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果

RETI ；在A累加器的高4位3.3位半BCD碼輸出雙積分A/D轉(zhuǎn)換器MC14433

MC14433是美國Motorola公司生產(chǎn)的3位半雙積分A/D轉(zhuǎn)換器，是目前市場上廣為流行的、典型的A/D轉(zhuǎn)換器。MC14433具有抗干擾性能好、轉(zhuǎn)換精度高（相當于11位二進制數(shù)）、自動校零、自動極性輸出、自動量程控制信號輸出、動態(tài)字位掃描BCD碼輸出、單基準電壓、外接元件少、價格低廉等特點。其轉(zhuǎn)換速度約為1～10次/秒，在不要求高速轉(zhuǎn)換的場合被廣泛采用，如溫度控制系統(tǒng)中。5G14433與MC14433完全兼容，可以互換使用。圖4－8MC14433的內(nèi)部組成框圖及引腳定義表4－6MC14433引腳及功能圖4－9MC14433選通脈沖時序圖當DS2、DS3和DS4選通期間，輸出3位完整的BCD碼，即0~9十個數(shù)字中的任何一個都可以。但在DS1選通期間，數(shù)據(jù)輸出線Q0~Q3除了千位的0或1外，還表示了轉(zhuǎn)換值的正/負極性和欠/過量程，其含義見表4－7。表4－7DS1選通時Q3~Q0表示的輸出結(jié)果由表4-7可知：

①Q(mào)3表示千位（1/2）數(shù)的內(nèi)容，Q3＝0（低電平）時，千位數(shù)為1；Q3＝1（高電平）時，千位數(shù)為0；

②Q2表示被測電壓的極性，Q2＝1表示正極性，Q2＝0表示負極性；

③Q0＝1表示被測電壓在量程外（過或欠量程），可用于儀表自動量程切換。當Q3＝0時，表示過量程；當Q3＝1時，表示欠量程。圖4－10MC14433與80C51的接口電路盡管MC14433需外接的元件很少，但為使其工作于最佳狀態(tài)，也必須注意外部電路的連接和外接元器件的選擇。由于片內(nèi)提供時鐘發(fā)生器，使用時只需外接一個電阻，也可采用外部輸入時鐘或外接晶體振蕩電路。MC14433芯片工作電源為±5V，正電源接VDD，模擬部分負電源端接VEE，模擬地VAG與數(shù)字地VSS相連為公共接地端。為了提高電源的抗干擾能力，正、負電源分別經(jīng)去耦電容0.047μF、0.02μF與VSS（VAG）端相連。MC14433芯片的基準電壓需外接，可由MC1403通過分壓提供+2V或+200mV的基準電壓。在一些精度不高的小型智能化儀表中，由于+5V電源是經(jīng)過三端穩(wěn)壓器穩(wěn)定的，工作環(huán)境又比較好，這樣就可以通過電位器對+5V直接分壓得到。

EOC是A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束的輸出標志信號，每一次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，EOC端都輸出一個1/2時鐘周期寬度的脈沖。當給DU端輸入一個正脈沖時，當前A/D轉(zhuǎn)換周期的轉(zhuǎn)換結(jié)果將被送至輸出鎖存器，經(jīng)多路開關輸出，否則將輸出鎖存器中原來的轉(zhuǎn)換結(jié)果。所以，DU端與EOC端相連，以選擇連續(xù)轉(zhuǎn)換方式，每次轉(zhuǎn)換結(jié)果都送至輸出寄存器。由于MC14433的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果是動態(tài)分時輸出的BCD碼，Q0~Q3和DS1~DS4都不是總線式的，因此，80C51單片機只能通過并行I/O接口或擴展I/O接口與其相連。對于80C31單片機的應用系統(tǒng)來說，MC14433可以直接和其P1口或擴展I/O口8155/8255相連。

80C51讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果時可以采用中斷方式或查詢方式。采用中斷方式時，EOC端與80C51外部中斷輸入端INT0或INT1相連。采用查詢方式時，EOC端可接入80C51任一個I/O口或擴展I/O口。圖中采用中斷方式（接INT1）。根據(jù)圖4－10的接口電路，將A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果存入片內(nèi)RAM中的2EH、2FH單元，并給定數(shù)據(jù)存放格式為： 4.3模擬數(shù)據(jù)輸出

模擬量輸出是單片機控制系統(tǒng)中實現(xiàn)對模擬功率元件控制的關鍵手段。單片機產(chǎn)生的控制決策是以數(shù)字量形式表現(xiàn)的，這些數(shù)字量必須通過D/A轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換為模擬電壓或模擬電流，才能實現(xiàn)對執(zhí)行元件的控制。另外，通過D/A轉(zhuǎn)換器也可以實現(xiàn)信號發(fā)生器的功能。

常用D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換方式分為并行轉(zhuǎn)換和串行轉(zhuǎn)換。前者因各位代碼都同時送到轉(zhuǎn)換器相應的輸入端，轉(zhuǎn)換時間只取決于轉(zhuǎn)換器中的電壓或電流的建立時間及求和時間（一般為微秒級），所以轉(zhuǎn)換速度快，應用較多。DAC1210是一款12位D/A轉(zhuǎn)換器，它的輸入寄存器由一個8位寄存器和一個4位寄存器組成，DAC寄存器和D/A轉(zhuǎn)換器都是12位。圖4－11是該芯片的結(jié)構(gòu)框圖。

DAC1210的引腳排列如圖4－12所示，其引腳及功能說明如表4－8所示。圖4－11DAC1210內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖4－12DAC1210引腳排列表4－8DAC1210引腳及功能當DAC1210與MCS－51單片機連接時，數(shù)據(jù)需分兩次寫入，必須保證12位數(shù)據(jù)同時送入D/A轉(zhuǎn)換器并進行轉(zhuǎn)換。

如圖4－13所示，地址鎖存器74LS373的Q6作為DAC1210的CS控制信號，Q7作為輸入鎖存器允許和傳輸控制信號。寫入高8位時，Q6=0，Q7=1，此時高8位的低半字節(jié)也被4位輸入寄存器鎖存；Q6=0，Q7=0，寫入低4位，同時也打通12位DAC寄存器，開始進行D/A轉(zhuǎn)換。圖4－13DAC1210與單片機的接口電路以圖4－13為例，要求DAC1210輸出鋸齒波，波形周期自由，程序清單如下：

ORG 0030H

START：MOV R2，#0FFH ；輸出高8位初值

MOV R3，#0F0H ；輸出低4位初值

AGAIN：MOV A，R2

MOV R0，#0BFH

MOVX @R0，A ；輸出高8位

MOV A，R3

SWAP A

MOV R0，#3FHMOVX @R0，A ；輸出低4位

CLR C

MOV A，R3

SUBB A，#10H ；輸出值減一個單位

MOV R3，A

MOV A，R2

SUBB A，#00H

MOV R2，A

ORL A，R3

JNZ AGAIN ；輸出值不為0則繼續(xù)

SJMP START ；輸出值為0，重新開始

END 4.4功率輸出

4.4.1功率晶體管接口

1.晶體管驅(qū)動繼電器

如圖4－14所示，可以直接使用單片機并行口P2的一位，經(jīng)晶體管功率放大后驅(qū)動繼電器。P2口輸出高電平時，晶體管導通，繼電器線圈流過電流，觸點吸合。單片機輸出低電平時，晶體管截止，繼電器線圈沒有電流，觸點釋放。單片機輸出高電平時的驅(qū)動電流大約為100μA。晶體管電流放大倍數(shù)不夠大時，會使晶體管達不到飽和，這時應采用達林頓管接法或在晶體管基極與+5V之間接上拉電阻。圖4－14晶體管驅(qū)動繼電器電路2.晶體管陣列

當需要多路晶體管驅(qū)動輸出時，可選用集成晶體管陣列，以簡化電路，降低成本。圖4－15是7路晶體管陣列MC1413的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和引腳圖。圖4－15MC1413的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳圖4.4.2光電耦合器隔離

光電耦合器是將發(fā)光器件和光敏器件集成在一起，通過光信號耦合構(gòu)成的電—光—電轉(zhuǎn)換器件。光電耦合器的發(fā)光部分和受光部分間沒有電的聯(lián)系，具有很高的絕緣電阻，可承受2000V以上的高壓，并能避免輸出端對輸入端的電磁干擾。普通光電耦合器的傳輸速率在10kHz左右，高速光電耦合器的傳輸速率超過1MHz，實際使用中光電耦合器輸入側(cè)的發(fā)光二極管的驅(qū)動電流取10~20mA，輸出側(cè)的光敏三極管的耐壓大于30V。

光電耦合電路可以用于開關量或脈沖信號的輸入隔離和輸出隔離。圖4－16與圖4－17分別是輸入隔離電路和輸出隔離電路。圖4－16輸入隔離電路圖4－17輸出隔離電路4.4.3雙向晶閘管接口

用單片機控制工頻交流電，最方便的方法是采用雙向晶閘管。為避免晶閘管導通瞬間產(chǎn)生的沖擊電流所帶來的干擾和對電源的影響，可以使用過零觸發(fā)的方式。圖4－18是利用過零觸發(fā)帶光電隔離的雙向晶閘管MOC3061觸發(fā)大容量雙向晶閘管的電路。圖4－18過零觸發(fā)雙向晶閘管觸發(fā)電路MOC3061是輸出端為雙向晶閘管的光電耦合器，其內(nèi)部帶有過零檢測電路，輸入端發(fā)光二極管發(fā)光后，只有主回路正弦電壓過零時雙向晶閘管才導通。MOC3061輸出端額定電壓為600V，最大重復浪涌電流為1A，最大電壓上升率大于1000V/μs，輸入/輸出隔離電壓大于7500V，輸入控制電流為15mA。單片機輸出高電平時，經(jīng)反相器反相，發(fā)光二極管中流過電流，發(fā)光二極管發(fā)光，當主回路正弦電壓過零時，MOC3061內(nèi)部雙向晶閘管導通，經(jīng)27Ω電阻向外接雙向晶閘管提供觸發(fā)電流使其導通。單片機輸出低電平時，發(fā)光二極管中無電流，發(fā)光二極管不再發(fā)光，當雙向晶閘管內(nèi)電流過零后阻斷。雙向晶閘管兩端接的阻容電路是保護雙向晶閘管的。使用雙向晶閘管控制交流電壓時要注意，雙向晶閘管的漏電流較大。 4.5單片機現(xiàn)場控制器

以工業(yè)控制計算機（即工業(yè)PC）構(gòu)成上位機，以單片機現(xiàn)場控制器構(gòu)成下位機，是集散控制系統(tǒng)典型的組成模式。這種模式由上位機下達控制要求，下位機完成對被控制對象的實時監(jiān)測和控制，并定期將被控制對象狀態(tài)數(shù)據(jù)返回上位機，適用于被控制對象分布距離較遠，實時控制要求較高的場合。單片機現(xiàn)場控制器需要具備上、下位機通信、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)顯示、報警、實時處理等功能。圖4－19是一種用于溫度集散控制系統(tǒng)的單片機現(xiàn)場控制器的原理圖，可用于對多點分布的溫度控制對象進行集散控制?，F(xiàn)場控制器通過傳感器采集現(xiàn)場溫度，根據(jù)輸入的控制參數(shù)和一定的算法計算輸出值，傳輸給固態(tài)繼電器，實現(xiàn)對電加熱器的功率控制，從而實現(xiàn)對被控對象溫度的控制?，F(xiàn)場控制器與上位機之間通過RS485總線通信?，F(xiàn)場控制器有兩種數(shù)據(jù)輸入的方法，一是通過鍵盤，二是通過上位機通信傳輸信息?，F(xiàn)場控制器的數(shù)碼管用于顯示溫度以及各種狀態(tài)信息。圖4－19用于溫度集散控制系統(tǒng)的單片機現(xiàn)場控制器原理圖該現(xiàn)場控制器采用與MCS－51系列單片機兼容的自帶看門狗單片機AT89S52，它由傳感器輸入、鍵盤輸入、固態(tài)繼電器輸出控制、顯示輸出、EEPROM數(shù)據(jù)存儲、通信等6個模塊組成。

溫度傳感器DS18B20是美國Dallas半導體公司推出的數(shù)字溫度傳感器，它具有獨特的單總線接口，僅需占用一位通用I/O端口即可完成與單片機的通信，在-10~+85℃溫度范圍內(nèi)具有±0.5℃的精度，用戶可編程設定9～12位的分辨率?？梢圆捎枚鄿囟葌鞲衅鲉尉€連接構(gòu)成局部傳感器網(wǎng)絡。這里采用了兩個DS18B20，具備雙點溫度采集功能。固態(tài)繼電器SSR1和SSR2為北京科通JGX－3A型直流固態(tài)繼電器，輸入控制信號為3~36V，輸出額定電壓為30V，輸出額定電流為3A，用于控制電加熱器加熱。

為了與上位機進行長距離通信，采用了MAX485集成電路實現(xiàn)RS485串行總線通信。

EEPROM數(shù)據(jù)存儲器采用AT24C02。AT24C02是一個2KB串行EEPROM，內(nèi)部含有256個8位字節(jié)EEPROM數(shù)據(jù)存儲單元。 4.6其他嵌入式處理器

1.ARM處理器

ARM（AdvancedRISCMachines）公司成立于1990年，是知識產(chǎn)權（IP）供應商，本身不生產(chǎn)芯片，靠轉(zhuǎn)讓設計許可，由合作伙伴公司來生產(chǎn)各具特色的芯片。ARM公司是32位嵌入式RISC微處理器的領先供應商，在世界范圍內(nèi)的合作伙伴超過100個，具有大量的開發(fā)工具和豐富的第三方資源，保證了基于ARM處理器核的設計可以很快投入市場。

ARM處理器具有高性能、低功耗、小體積、低成本和緊湊代碼密度的特點，采用16位/32位雙指令集，具備全球眾多合作伙伴，可保證芯片供應。ARM已成為移動通信、手持計算和多媒體數(shù)字消費等嵌入式解決方案的RISC標準。ARM32位體系結(jié)構(gòu)被公認為業(yè)界領先，所有ARM處理器共享這一體系結(jié)構(gòu)。

ARM處理器本身是32位設計，但也配備16位Thumb指令集，以允許軟件編碼為更短的16位指令。與等價的32位代碼相比，ARM處理器占用的存儲器空間節(jié)省高達35%，然而卻保留了32位系統(tǒng)所有的優(yōu)勢（例如，訪問全32位地址空間）。Thumb狀態(tài)與正常的ARM狀態(tài)之間的切換是零開銷的，如果需要，可逐個例程使用切換。這允許設計者完全控制其軟件的優(yōu)化。

ARM的Jazelle技術提供了Java加速，可得到比基于軟件的Java虛擬機（JVM）高得多的性能，與同等的非Java加速核相比，功耗降低80%。這些功能使平臺開發(fā)者可自由運行Java代碼，并在單一存儲器上建立操作系統(tǒng)（OS）和應用。許多系統(tǒng)需要將靈活的微控制器與DSP的數(shù)據(jù)處理能力相結(jié)合。過去，這要迫使設計者在性能、成本之間妥協(xié)，或采用復雜的多處理器策略。在CPU功能上，D