- 上一篇：滚珠丝杠副疲劳寿命试验台设计
- 下一篇：ADAMS重载车辆转向杆系结构分析+文献综述
单片机C8051F410的电源电压为3.3V电压，与供电电压不同。所以系统需要一个电压转换器进行电压转换，本系统采用MAX1615芯片将外部较高的电压转换为3.3V电压。并且需要一个稳压电路，使输入的电压为系统正常工作提供所需的稳定电压，保证检测顺利进行。
系统组成结构框图如图2.1所示。
图2.1 系统组成结构框图
在检测系统开始运行之前，把端口接好，启动检测系统，开始提取待检信号，信号送入AD转换器，单片机控制AD转换，将转换后的信号送入存储器进行保存，然后把保存的信号通过串口将数据传输到微机中，进行数据分析和处理，最终得出该引信的性能特性。系统工作流程图如图2.2所示。
图2.2 系统工作流程图
2.2 控制模块
本系统采用美国芯科科技公司生产的C8051F410单片机[4]作为核心部件来实现大部分功能，配合上位机软件实现所有理想功能。
2.2.1 C8051F410单片机简介
C8051F410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他数字外设及功能部件。MCU中的外设或功能部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/定时器矩阵（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。所有的器件内置的FLASH程序存储器和256字节的内部RAM，有些器件内部还有位于外部数据存储器空间的RAM，即XRAM。
C8051F410单片机采用流水线结构，比8051结构执行速度有很大的提高。机器周期由标准的12个系统时钟周期降为1个系统时钟周期，处理能力大大提高，峰值性能达到25MIPS。C8051F410单片机是真正能独立工作的片上系统（SoC）。每个MCU都能有效地管理模拟和数字外设，可以关闭单个或全部外设以节省功耗。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。应用程序可以使用MOVC和MOVX指令对FLASH进行读或改写，每次读或写一个字节。这一特性允许将程序存储器用于非易失性数据存储以及在软件控制下更新程序代码。
片内集成了调试支持功能，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、单步、运行和停机命令。
C8051F410单片机使用的是Silicon Labs的专利CIP-51微控制器核。CIP-51与MCS-51指令集完全兼容，工作电压是2.0V～5.25V，封装形式是32脚LQFP。该单片机体积小、功耗低、性能高、价格低，片内寄存器不分页，给使用带来了方便，还有的主要特性如下：
1） 全速、非侵入式的片内系统调试接口;
2） 拥有带模拟多路器的12位200ksps的24通道ADC；
3） 两个12位精度的电流输出DAC；
4） 32KB的片内FLASH存储器；
5） 高精度可编程的24.5MHZ内部振荡器；
6） 硬件实现的SMBus/I2、增强型UART和增强型SPI串行接口；
7） 4个通用的16位定时器，且可以分为8位模式使用；
8） 硬件实时时钟，工作电压可低至1V，带64字节电池后备RAM和后备稳压器；
9） 片内上电复位；
10） 硬件CRC引擎；
11） 24个I/O端口；
12） 可工作温度为工业温度范围（-40℃到+85℃）。