地特点及其在多任务实时测试系统

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1、２００８年４月第２８卷第２期宇航计测技术Ｊｏｕｍａ】ｏｆＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃＭｅｔｒ０１０９ｙａｎｄＭｅａｓｕｍｍｅｎｔＡｐｒ．，２００８Ｖ０１．２８．Ｎｏ．２文章编号：１０００—７２０２（２００８）０２一００４５一０５中图分类号：ＴＢ９７１文献标识码：ＡＣ８０５１Ｆ１２０的特点及其在多任务实时测试系统中的应用李新宇张志勇（北京航天计量测试技术研究所，北京ｌｏ００７６）摘要介绍了ｃ８０５１Ｆ１２０这款单片机的硬件配置及功能特点，并着重分析了其在多任务、实时测量、实时传输的测试系统中的应用。关键词单片机硬件特性测量ＴｈｅＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｔｈｅＣ８０５１

2、Ｆ１２０ａｎｄｔｈｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅＲｅａｌ－ＴｉｍｅＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍｗｉｔｈＭｕｌｔｉ－ＴａｓｋｓＵＸｉｎ－ｙｕＺＨＡＮＧＺｈｉ・ｙｏｎｇ（Ｂｅ咖ｎｇＡｅｒｏｓｐａｃｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＭｅ劬Ｉｏｇｙ锄ｄＭｅ鹊ｕｒｅｍｅｎｔ‰ｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｌｌｇ１０００７６）ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｔｒｏｄｕｅｅｓｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅＣ８０５１Ｆ１２０，ａｎｄａｎ・ａｌｙｓｅｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｒｅａｌ－ｔｉｍｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎ

3、ｔａｎｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｍｕｌｔｉ—ｔａｓｋｓ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＭｉｃｒ；０ｃｏｎｔｒｏｌｕｎｉｔＨａｒｄｗａｒｅＣｈａｍｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ１引言控机组成系统。前者中的ｃＰＬＤ可以将所有传感器的信号不断输出到上位机，但由于信号类型复杂，传在某测试系统中，要求同时测量多个参数，主要包括：利用两个增量式光电编码器分别实时测量两个旋转轴的转角和转速；利用扭矩传感器实时测量某旋转轴上的动态扭矩；利用绝对式磁电编码器实时测量缓慢转过的角度和转速；利用三个加速度传感器实时测量某物在空间坐标系的角位置等。若要同时完成所有信号的实时

4、测量、实时处理、输效率较低，同时也加重了上位机的处理负担，不适合实时性的要求；后者基于ｃ８０５１Ｆ１２０这种功能强大的单片机进行硬件和相应处理程序的设计，之后将经单片机处理后的信号通过串口输出给上位机，上位机只需对数据进行整理并实时显示即可，这样既节省了外围电路的设计，又能很方便地实现实时处理和传输。在此测试系统中，就是基于实时传输，要求测试系统必须具备较快的处理速度和多线程的处理能力，同时还要有较丰富和完善的Ｃ８０５ｌＦ１２０进行硬件和软件的设计。用户可用资源。据此，有两种可选方案。一是采用ＡＤＣ，ｃＰＬＤ等芯片和上位工控机组２Ｃ８０５１Ｆ１２０单片机功能简介成系统，二

5、是采用较高级的单片机等芯片和上位工Ｃ８０５ｌＦ系列单片机是由美国ＳｉｌｉｃｏｎＬａｂｏｒａｔｏ一收稿日期：２００７一ｌＯ一３０；修回日期：２００８—０ｌ一２ｌ作者简介：李新字（１９舳一），男，助理工程师，主要从事精密测试计量技术与仪器的研究。　万方数据・４６・宇航计测技术２００８年ｒｉｅｓ公司推出的混合信号系统级Ｍｃｕ。ｃ８０５１Ｆ１２０调试方式，支持在系统、全速、非插入调试和编程，不以其很高的性价比成为系列产品中很有代表性的一款。图ｌ为Ｃ８０５ｌＦ１２０外围设备简图。Ｃ８０５ｌＦｌ２０单片机片内集成了两个１２位ＤＡＣ、一个１６×１６的硬件乘法器、一个１２位的ＡＤｃ和

6、一占用片内资源，比使用仿真芯片目标仿真头和仿真插座的仿真系统有更好的性能；片上还集成了内部电压基准，片内电源监视、降压检测、看门狗等。表１中列出了本设计中应用到的功能模块。个８位的ＡＤＣ，掌握开发过程非常容易；采用ＪＴＡＧｍ町眦Ｍ哪哪潞蒜蔗＝篡ｍ—ｉ肿Ｍ垤ｍ～ＭＭＭ盹眠吼睢托黜～Ⅲ姜塞ｗｎｎｍ御ｌｅ—ｌ徽ｌｌｌ嚣盛图１表ｌＣ８惦ｌＦｌ２０外围设备简图Ｃ踟５ｌＦｌ２０部分特征功能表类别ＩＮＬ；无失码；-25±ｌＬｓＢ可编程转换速率最大１００特征ｋｓｐｓ；备注模拟外１２位ＡＤＣ８个外部输入；可编程为单端输入或差分输入；可编程放大器增益；内置温度传感器（±３℃）设两个

7、１２位ＤＡｃ内部电压基准片内ＪＴＡＧ调试和边界扫描可以同步输出。用于产生无抖动波形提供电压基准片内ＪＴＡＧ调试电路提供全速非侵入式的在系统调试（无需仿真器）；支持断点、单步、观察点、堆栈监视器；完全符合ｌＥＥＥｌｌ４９．１边界扫描标准；　万方数据：裟．，．第２期Ｃ８０５ｌＦ１２０的特点及其在多任务实时测试系统中的应用续表ｌ类别流水线指令结构；特征备注高速８０５ｌ微控制器内核在时钟频率为１００ＭＨｚ时，速度可达１００扩展的中断系统；２个指令周期的１６１６的乘