随着现代通讯技术的开展，通讯测试仪器不时新陈代谢。各种新型设备对系统的实时响应才能的请求越来越高，一种通讯测试仪器的实时响应性能，就成为系统设计能否胜利的关键要素之一。笔者曾在多个通讯测试仪器项目中，胜利地应用ARM处置器、C51单片机等为主控芯片的嵌入式系统，完成了对仪器相关模块的实时控制功用。因而提出一种在某通讯测试仪器中运用C51单片机来完成实时控制的设计计划。

1 硬件设计与完成

1.1 总体计划设计

在该通讯测试仪器中，实时控制模块主要完成对射频接纳频综、射频发作频综、滤波器组件、射频输入模块、射频输出模块等实时控制造用。对射频检波信号停止A/D转换以获取数据。与上位计算机停止通讯等功用。

依据待完成的系统功用请求，综合思索系统资源，及芯片性价比等要素，肯定采用以C51单片机为主控芯片的嵌入式系统计划，芯片为Silicon Labs的C8051F120，具有128 kB片内Flash存储器、8×1 024+256 Byte的片内RAM，可寻址64 kB地址空间的外部数据存储器接口、SPI、UART、定时器、时钟振荡器、PLL等，片上外设资源丰厚、控制便当。

系统资源分配：射频接纳、发射频综模块，内含DDS，PLL等，外部控制接口是微控制接口，因而直接用单片机的地址、数据、控制三总线施行控制。滤波组 件、射频输入/输出模块等的工作状态与接口上信号电平上下有关，因而用GPIO的方式停止控制。A/D转换控制运用串行外围设备接口SPI.与上位机的通 信运用RS-232串口。总体设计框图如图1所示。

1.2 总线及I/O控制的设计

关于射频接纳频综、射频发射频综模块，直接采用总线控制，为防止不同的模块控制时互相干扰，用3-8译码器对总线地址译码，产生不同模块的片选信号。同 时数据线经过总线收发器以进步带负载才能。关于滤波组件、射频输入/输出等用I/O控制的模块，并未直接运用51芯片的GPIO引脚，则是将数据总线经锁 存后模仿GPIO信号供相关模块运用，如图2所示，其中，IO_/WR1由B_/CS7与单片机写线逻辑或后产生。

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ATMEGA系列ATMEL芯片COM Verdana， 电子元器件PDF资料大全 sans-serif; font-size: 12px; font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; white-space: normal; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px;">1.3 SPI及RS232控制接口

EEPROM带电可擦可编程存储器芯片大全 Verdana， sans-serif; font-size: 12px; font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; white-space: normal; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px;">C8051F120芯片上自身自带了A/D转换器，但只要12位，不合适该系统的需求，故在片外另加一片ADI公司的AD7707.其分辨率为16位， 是∑-△体系构造，转换的是输入电平的均匀值。三通道，输入电平范围可达±10 mV~±10 V.依据实践请求，该系统运用AIN3高电平输入端口，Unbuffered形式，HICOM、REF-接模仿地，VBIAS与REF+均接+2.5 V参考电压，模仿电源5 V，芯片交易网IC交易网数字电源3.3 V，能检测输入范围为0~10 V的单极性电平。其控制接口是同步串行口，用51芯片的SPI直接控制。图3是AD7707的电气衔接图。

单片机与上位计算机的通讯运用通用异步收发器UART，外接MAX3224，将UART信号转换为RS-232信号停止传输，MAX3224在 3~5.5 V低电压下工作，却可产生RS-232的±12 V电压，只需衔接Tx、Rx和地线即可完成异步串行通讯。系统中仍有一些时钟、复位电路和电源等，在此不再赘述。

2 软件设计与完成

2.1 主程序框架

主程序流程图如图4所示。

主程序是次第构造，较为简单。主要分两局部：一是对系统各局部停止初始化设置，使其可以工作在正常状态。二是正常工作循环状态，当收到上位机的控制命令时，即停止相应的操作，无命令时则等候。关于嵌入式程序而言，无限循环是必要的。

2.2 串口通讯程序

串口通讯程序完成与上位机的通讯功用。详细操作中运用一个循环队列寄存接纳到的上位机命令，分别用头指针和尾指针指向队头和队尾，将各命令字节取出，停止相应操作。命令执行终了（队列取空），清标志位，等候新命令。如图5所示。

2.3 SPI通讯程序

C51采用SPI主形式与AD7707停止通讯。主形式写AD7707较为简单，单片机先写1Byte的配置数据给AD7707，其会自动将该数据放入本身的通讯存放器，随后AD7707依据该配置值肯定下一步要写的存放器及数据大小，再将单片机 随后输入的数据放入指定位置。C8051F120发数据前，先依据SPICN存放器的TXBMT位的值判别能否可以发送数据，再向本身的SPIDAT存放 器写数据即可，硬件会自动将数据发出。

主形式读AD7707较为艰难。当C51已设置AD7707的通讯存放器，标明下一步操作是读AD7707的某个存放器值后，C51向SPIDAT写任 意值，之后SPI数据线（MOSI）上会串行移出数据，同时时钟线上产生串行时钟，从设备（AD7707）收到时钟，将准备的数据送到MISO线上交给 C51，同时不采用主设备发送的恣意值。C51将发送的串行数据放在移位存放器中，当最后一位收到后即移入收缓冲器，再读SPIDAT便可读出数据。

2.4 其他软件模块

其他软件模块均是依据各局部硬件的详细请求，经过向所分配的对应地址空间按序发送所需数据来完成相关功用。

3 完毕语

文中提出以C51单片机C8051F120为中心控制芯片的嵌入式系统，已胜利应用于某通讯测试仪器中，陔系统经过中缀及查询等方式较好地完成了对整机的实时控制功用。

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