采用C51與插拔式FLASH閃存設(shè)計(jì)無(wú)紙記錄儀

1、采用c51與插拔式flash閃存設(shè)計(jì)無(wú)紙記錄儀atmel公司推出的帶有功能的at89c55wd帶有20k的程序存儲(chǔ)器，是8051系列中一款較為先進(jìn)的產(chǎn)品，其看門(mén)狗功能可以大大提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，大容量的內(nèi)部程序存儲(chǔ)器可以容納功能豐盛的軟件。以往的許多無(wú)紙記錄儀均采納3.5英寸軟盤(pán)作為數(shù)據(jù)存貯介質(zhì)，但軟盤(pán)存貯的牢靠性差、存儲(chǔ)容量有限、成本較高等諸多缺點(diǎn)實(shí)在難以克服。作為一種高科技的非易失性存儲(chǔ)設(shè)備，flash閃存首先在數(shù)碼相機(jī)、pda、移動(dòng)電話等數(shù)字產(chǎn)品當(dāng)中得到了應(yīng)用，隨著工藝的長(zhǎng)進(jìn)和價(jià)格的下降，逐步向其他應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展，其容量大、功耗低、速度快、不易受損等優(yōu)點(diǎn)正受到人們?cè)絹?lái)越多的青睞，而且最大的益

2、處是，隨著技術(shù)水平的長(zhǎng)進(jìn)，flash閃存的容量也在不斷增強(qiáng)，目前已經(jīng)達(dá)到128m，而接口方式并沒(méi)有任何變幻，這就避開(kāi)了費(fèi)時(shí)費(fèi)勁的重新設(shè)計(jì)。flash閃存分為插拔式和貼片式，目前國(guó)內(nèi)大部分廠家都采納貼片式即挺直把flash閃存焊接于板上，這種應(yīng)用方式就使flash閃存一旦焊好就無(wú)法更改和移動(dòng)，而插拔式可以按照需要隨意擴(kuò)充并且攜帶便利，十分適合容量不確定和需要移動(dòng)的應(yīng)用?；谶@些緣由，我們采納了插拔式flash閃存作為無(wú)紙記錄儀的存儲(chǔ)設(shè)備。下面簡(jiǎn)要介紹以c51為開(kāi)發(fā)工具，以at89c55wd單片機(jī)為核心，以插拔式flash閃存為存儲(chǔ)器的無(wú)紙記錄儀的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。一、無(wú)紙記錄儀總體布局無(wú)紙記錄儀所要實(shí)

3、現(xiàn)的功能是這樣的：記錄儀有4個(gè)通道，每秒采樣1次，每個(gè)通道每次采樣需記錄兩個(gè)字節(jié)，按照各個(gè)通道的轉(zhuǎn)儲(chǔ)速率（從1至255可設(shè)定），把采樣的數(shù)據(jù)寫(xiě)入外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器62256，一旦數(shù)據(jù)滿512字節(jié)，就把512字節(jié)一次性寫(xiě)入flash閃存中。圖1：記錄儀總體功能圖總體功能圖1所示。二、系統(tǒng)電路構(gòu)成無(wú)紙記錄儀電路由單片機(jī)at89c55wd、液晶顯示電路、a/d采集電路、flash閃存存儲(chǔ)電路、時(shí)鐘電路和看門(mén)狗電路組成，下面簡(jiǎn)要介紹各個(gè)組成部分。1.單片機(jī)at89c55wd及電路組成at89c55wd與mcs-51相兼容，可對(duì)內(nèi)核舉行1000次的電擦寫(xiě)，其、和功耗都比較小，帶有20k的可重寫(xiě)快閃存儲(chǔ)器和硬

4、件看門(mén)狗定時(shí)器?？撮T(mén)狗定時(shí)器是在系統(tǒng)軟件崩潰后舉行復(fù)原的一種辦法，wdt由14位計(jì)數(shù)器和看門(mén)狗復(fù)位特別功能寄存器（wdtrst sfr）組成，在缺省設(shè)置下，系統(tǒng)復(fù)位時(shí)即關(guān)閉。要使wdt有效，用戶必需向0a6h單元的wdtrst sfr挨次寫(xiě)入01eh和0e1h。當(dāng)wdt有效，計(jì)數(shù)器每經(jīng)過(guò)一個(gè)機(jī)器周期后加1，除了硬件或wdt溢出復(fù)位，沒(méi)有任何辦法可使wdt無(wú)效。當(dāng)計(jì)數(shù)器溢出，wdt就在rst引腳產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位的高脈沖。要使wdt持續(xù)有效，就必需每隔一定時(shí)光往wdtrst寫(xiě)入01eh和0e1h來(lái)避開(kāi)wdt溢出。當(dāng)wdt的14位計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)至16383（3fffh）時(shí)，計(jì)數(shù)器便溢出，引起設(shè)備的復(fù)位。這就

5、意味著用戶必需起碼每16383個(gè)機(jī)器周期復(fù)位wdt一次。使wdt復(fù)位，必需向只寫(xiě)寄存器wdtrst寫(xiě)入01eh和0e1h。當(dāng)wdt溢出時(shí)在rst引腳產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位的高電平脈沖，持續(xù)時(shí)光為：98×tosc ，tosc=1/fosc。為了充分利用wdt，在要求防止wdt溢出復(fù)位時(shí)，應(yīng)每隔一定周期寫(xiě)wdtrst一次。單片機(jī)at89c55wd通過(guò)p0口驅(qū)動(dòng)液晶；通過(guò)t1輸出作為ad7715的采樣脈沖同時(shí)用p2.6引腳讀入ad7715的采樣數(shù)據(jù)；由于flash的8根數(shù)據(jù)線與地址線是復(fù)用的，用單片機(jī)的p0口通過(guò)一片74als244及tc4010bp將電平轉(zhuǎn)化后與flash相連；用單片機(jī)的p2.4經(jīng)

6、過(guò)74als32作為時(shí)鐘ds1305的脈沖輸入，int0與時(shí)鐘的引腳6即int0相連，這樣ds1305每秒產(chǎn)生中斷信號(hào)作為ad7715采樣的開(kāi)頭；通過(guò)把對(duì)時(shí)鐘ds1305的脈沖輸入作為看門(mén)狗x25045的輸入，通過(guò)p2.6向x25045寫(xiě)入數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)看門(mén)狗功能。2.液晶顯示電路在記錄儀中用法hg16501點(diǎn)陣式液晶顯示器，其內(nèi)置有t6963c控制芯片，與單片機(jī)接口較為容易。3. a/d采集電路a/d采集電路主要由ad7715構(gòu)成，該芯片是串行輸入，三線接口，而4個(gè)通道的輸入則選用了hcf4051。該電路主要是5v與3.3v之間的電平轉(zhuǎn)換電路，本設(shè)計(jì)采納三片tc4010bp來(lái)實(shí)現(xiàn)。4.電平轉(zhuǎn)換電

7、路該電路主要是5v與3.3v之間的電平轉(zhuǎn)換電路，本設(shè)計(jì)采納三片tc4010bp來(lái)實(shí)現(xiàn)5.時(shí)鐘電路系統(tǒng)時(shí)鐘采納串行時(shí)鐘芯片ds1305，并用法motorola spi工作方式。ds1305的int0與單片機(jī)int0挺直相連，ds1305每秒產(chǎn)生中斷啟動(dòng)ad7715舉行采樣。6.看門(mén)狗電路系統(tǒng)防復(fù)位的看門(mén)狗電路由可編程的x25045來(lái)實(shí)現(xiàn)，該芯片具有看門(mén)狗定時(shí)器、電壓監(jiān)控和eeprom三種功能，這種組合降低了系統(tǒng)的成本并節(jié)約了電路板空間。三、系統(tǒng)軟件部分系統(tǒng)軟件采納c51語(yǔ)言與a51匯編語(yǔ)言混合編程，其中中斷采樣部分采納a51匯編語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)。1.編程語(yǔ)言本系統(tǒng)采納公司v6.10的c51編譯器。a5

8、1是一個(gè)有通用特性機(jī)使用的重定位宏匯編器，能很好地與intel公司的masm51宏匯編兼容，支持模塊化編程，可以便利地與高級(jí)語(yǔ)言接口，但與masm51還是有很大區(qū)分，主要是a51對(duì)許多masm51的寄存器都不支持，這一點(diǎn)需要注重。2.工作過(guò)程系統(tǒng)上電，對(duì)時(shí)鐘、液晶顯示器hg16501、ad7715芯片初始化后，主程序處于循環(huán)檢測(cè)鍵盤(pán)的按鍵狀態(tài)，并按照按鍵作相應(yīng)處理，而采集部分是由cpu每秒產(chǎn)生中斷來(lái)執(zhí)行。四個(gè)通道采集后先向外部存儲(chǔ)器62256寫(xiě)完512個(gè)字節(jié)后置寫(xiě)入允許，主程序一發(fā)覺(jué)寫(xiě)入允許置位，就將這512字節(jié)的數(shù)據(jù)寫(xiě)入flash閃存，同時(shí)把寫(xiě)允許復(fù)位。 由于軟件是分級(jí)菜單結(jié)構(gòu)，每進(jìn)入下一級(jí)子菜單，都必需作同樣的事，時(shí)鐘讀并顯示，檢查寫(xiě)flash閃存允許位是否置位，如置位，則把數(shù)據(jù)寫(xiě)入flash閃存，所以把它單獨(dú)列為常規(guī)操作。主程序和常規(guī)操作的流程圖比較容易，故略去。圖2：中斷采集流程圖中斷采集流程圖2所示。四、c51及a51程序囫圇系統(tǒng)軟件c51部分的源程序約70kb，中斷部分的a51源程序約7.1kb，兩部分編譯銜接后產(chǎn)生的hex文件將近16kb，僅用了20