【正文】 VDD XICE SPCE061A ICECLK ICESDA VSS VDD XICE ICECLK ICESDA VSS V VSS 在線調(diào)試器 PROBE PC 18 第三節(jié) SPCE061A 單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu) 從 SPCE061A 的結(jié)構(gòu)圖可以看出 SPCE061A 的結(jié)構(gòu)比較簡單，在芯片內(nèi)部集成了 ICE仿真電路接口、 FLASH 程序存儲器、 SRAM 數(shù)據(jù)存儲器、通用 I/O 端口、定時器 /計數(shù)器、中斷控制、 CPU時鐘、模 數(shù)轉(zhuǎn)換器 A/D、 DAC 輸出、通用異步串行輸入輸出接口、串行輸入輸出接口和 低電壓監(jiān)測 /低電壓復(fù)位等若干部分。 SPCE061A 有兩個 16 位的通用并行 I/O 口 ：A 口和 B 口。 圖 為 I/O 結(jié)構(gòu)圖。當(dāng) A 口處于輸出狀態(tài)時，寫入輸出數(shù)據(jù)到 A 端口的數(shù)據(jù)寄存器。當(dāng) B 口處于輸出狀態(tài)時，寫入輸出數(shù)據(jù)到 B 端口的數(shù)據(jù)寄存 器。這三個端口中每個對應(yīng)的字節(jié)合在一起，形成一個控制字，來定義相對應(yīng) I/O 端口 的輸入 /輸出狀態(tài)和方式。 (讀 /寫 )(7007H) B 端口的方向向量單元，用于設(shè)置 IOB 口的狀態(tài)。 (讀 /寫 )(7003H) A 端口的屬性向量單元，用于 A 端口屬性向量的設(shè)置。當(dāng) A 口 處于輸入狀態(tài)時，讀出是讀 A 口引腳電平狀態(tài)； 寫入是將數(shù)據(jù)寫入 A 端口的數(shù)據(jù)寄存器。 （一） I/O 端口結(jié)構(gòu) SPCE061A 提供了位控制結(jié)構(gòu)的 I/O 端口，每一位都可以單獨(dú)用于數(shù)據(jù)輸入或輸出。輸出端口負(fù)責(zé)向外界傳送由內(nèi)部電路產(chǎn)生的處理結(jié)果、顯示信息、控制命令、驅(qū)動信號等。 PROBE 工作于凌陽 IDE集成開發(fā)環(huán)境軟件包下，其 5芯的仿真頭直接連接到目標(biāo)電路板上 SPCE061A相應(yīng)管腳，直接在目標(biāo)電路板上的 CPUSPCE061A 調(diào)試、運(yùn)行用戶編制的程序。接 +5V DAC1 21 輸出 音頻輸出通道 1 DAC2 22 輸出 音頻輸出通道 2 VBEF 23 輸出 電壓源 2． 0V 產(chǎn)生 5mA 的驅(qū)動電流，可用作外部 ADC LineIn通道的最高參考輸入電壓，不可作為電壓源使用 AGC 25 輸入 語音輸入自動增益控制腳 OPI 26 輸入 麥克風(fēng) 2 階放大器輸入管腳 MICOUT 27 輸 出 麥克風(fēng) 1 階放大器輸出管腳 續(xù) 表 五、特 性 SPCE061A 系統(tǒng)的特性參數(shù)如 表 。 圖 SPCE061A 的結(jié)構(gòu) 四、芯片的引腳排列和說明 SPCE061A 有兩種封裝 ： 一種為 84 個引腳， 即 PLCC84 封裝形式 ， 它的排列如圖；另一種為 80個 引腳， 即 LQFP80封裝。較高的處理速度使 181。 五 、 低功耗、低電壓 ： 181。 三 、 高性能價格比 ： 181?！痭SP?家族有以下特點(diǎn)： 一 、 體積小、集成度高、可靠性好且易于擴(kuò)展 ： 181?！痭SP?內(nèi)核為中心 ,集成不同規(guī) 格 的 ROM、 RAM 和 各種 功能豐富的外設(shè) 與接口部件，如圖 。凌陽的 16位單片機(jī)就是為適應(yīng)這種發(fā)展而設(shè)計的。 （一）系統(tǒng)主要性能如下： 1． 儲糧物理量檢測功能：具有自動檢測溫度、濕度、水分、倉蟲、氧氣、二氧化碳等功能，可根據(jù)需要進(jìn)行定時檢測、選點(diǎn)檢測、巡回檢測。 三 、 未來發(fā)展趨勢 隨著大型國家糧食儲備庫的日益增多和更多新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，預(yù)計未來國內(nèi)糧情測控系統(tǒng)將在以下幾個方面得到進(jìn)一步的發(fā)展： 首先，熱敏電阻和數(shù)字溫度傳感器在同一糧情測控系統(tǒng)中使用。目前國內(nèi)糧情測控系統(tǒng)采用了兩種現(xiàn)場總線： LONWORKS 總線技術(shù)和CAN 總線技術(shù)。正是這些特點(diǎn)使得采用 DS18x20 溫度傳感器的 糧情測控系統(tǒng)更適用于高大糧倉（諸如淺圓倉、立筒倉）的應(yīng)用環(huán)境，可以解決高大糧倉在不需重新安裝測溫電纜的情況下更換測溫電纜內(nèi)部的溫度傳感器以及改變溫度傳感器相對位置。 ℃ 。溫 、 濕度分線器主要完成接收智能分機(jī)下達(dá)的指令、將模擬開關(guān)切換到指定的溫 、 濕度測量點(diǎn)等功能。熱敏電阻的電阻溫度系數(shù)較高，室溫電阻通常也較高，因此其自身發(fā)熱較小，信號調(diào)節(jié)較為簡單。低電壓供電的單片機(jī)電源下限已由 、 。隨著移動通訊、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等高科技產(chǎn)品進(jìn)入家庭， 32 位單片機(jī)應(yīng)用得到了長足、迅猛的發(fā)展?；?INTERNET、無線數(shù)字傳輸?shù)那度胧綉?yīng)用將會是 32 位機(jī)最廣泛的市場。目前以 INTEL的 MCS96/196 系列、 TI 的 MSP430 系列及 MOTOROLA 的 68HC11 系列為主。一般的單片機(jī)廠家均有自己的四位單片機(jī)產(chǎn)品，有 OKI 公司的 MSM64164C、 MSM64481， NEC 公司的 75006X 系列、EPSON 公司的 SMC62 系列等 。有供擴(kuò)展外部電路用的三總線結(jié)構(gòu) DB、 AB、 CB，以方便構(gòu)成各種應(yīng)用系統(tǒng)。供電電壓從 5V降到 3V、 2V甚至 1V左右?？偩€工作速度已達(dá)數(shù)十微秒。單片機(jī)則是從工業(yè)測控對象、環(huán)境、接口特點(diǎn)出發(fā)，向著增強(qiáng)控制功能、提高工業(yè)環(huán)境下的可靠性、靈活方便的構(gòu)成應(yīng)用計算機(jī)系統(tǒng)的界面接口的方向發(fā)展。它具有速度快、程序簡單、結(jié)構(gòu)精巧、擴(kuò)充方便、空間節(jié)省等特點(diǎn)。原來用匯編語言寫的程序現(xiàn)在可以用 C 語言編寫。 二、單片機(jī)的軟件 通 常單片機(jī) 開發(fā)中用的程序設(shè)計語言是匯編語言。它是在一塊芯片上集成 （嵌入）了 CPU、 RAM 和 ROM 存儲器、 I/O 接口等而構(gòu)成的微型計算機(jī)。糧情測控系統(tǒng)通過電源電纜、通訊電纜將計算機(jī)、檢測主機(jī)、檢測分機(jī)、分線器和傳感器、風(fēng)機(jī)連接起來構(gòu)成的系統(tǒng)。糧情測控是其他三項儲糧技術(shù)運(yùn)行狀態(tài)的觀察者和運(yùn)行結(jié)果的真實(shí)反應(yīng)者。 每年由于糧食存儲不善造成的損耗，幾乎抵消了農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)。根據(jù)統(tǒng)計面積，在過去的 15 年里，中國耕地由 1980 年的 億畝減少到 1995 年的 億畝，平均每年減少耕 地面積 434萬畝，人均耕地面積由 畝減少到 畝。 4 鍵盤來人工設(shè)定。溫度和濕度范圍可人工設(shè)定。而且也阻礙了農(nóng)業(yè)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)本身的發(fā)展和農(nóng)民生活水平的提高。 因此科學(xué)儲糧是保障人民糧食供應(yīng)，促進(jìn)社會安定的大事。為了減少糧食儲藏過程中損失，保障糧食的品質(zhì)和質(zhì)量，首先應(yīng)該及時準(zhǔn)確地掌控糧食儲藏過程中的各 種物理因素的變化情況，找出其變化規(guī)律。 糧食檢測、分析、控制三者之間的關(guān)系對于糧情檢測分析控制系統(tǒng)而言，首先，應(yīng)滿足安全儲糧的具體技術(shù)要求。研究建立適應(yīng)不同倉型的糧情測控系統(tǒng)成套技術(shù)和裝置，使糧食儲藏過程中測控技術(shù)日趨規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，是國情及糧食儲藏過程之所需。目前，單片機(jī)在工業(yè)測控領(lǐng)域中已占重要地位。這些語言現(xiàn)在有 C、 PL/M、 Forth 、 Pascal、 Modula－ 2 等。其編譯生成的機(jī)器碼就是 MCS－ 96 系列單片機(jī)的機(jī)器碼。 三、單片機(jī)的特點(diǎn) 單片機(jī)問世以來所走的 路與微處理器是不同的。 CPU從 1 32 到 64 位，有些還采用 RISC 技術(shù)； 178。把原屬外圍芯片的功能集成到本芯片內(nèi)。使用戶開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)時更快速、方便。生產(chǎn) 8051 單片機(jī)的半導(dǎo)體廠家有 20 多個，共 350 多種衍生產(chǎn)品。 非 51 系列單片機(jī)在中國應(yīng)用較廣的有 MOTOROLA68HC05/08 系列、 MICROCHIP的 PIC 單片機(jī)以及 ATMEL 的 AVR 單片機(jī)。 MOTOROLA、 TOSHIBA、HITACH、 NEC、 EPSON、 MITSUBISHI、 SAMSUNG 群雄割據(jù)， 其中以 32 位 ARM 單片機(jī)及 MOTOROLA 的 MC68 68K 系列應(yīng)用相對廣泛。一些成功上市的相對年輕的 CPU核心，也會隨著 I/O 功能模塊的不斷豐富，有著相當(dāng)長的生存周期。 （四） 低電壓與低功耗 :幾乎所有的單片機(jī)都有 Wait、 Stop 等省電運(yùn)行方式。 第三節(jié) 國內(nèi)糧情測控系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 糧情測控技術(shù)是科學(xué)保糧的關(guān)鍵技術(shù)之一，目前國內(nèi)已有數(shù)十家企業(yè)生產(chǎn)糧情測控系 6 統(tǒng)產(chǎn)品，品種繁多，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)各異，但其基本功能無外乎糧倉內(nèi)外溫 濕度檢測、糧食內(nèi)部溫度檢測及分析、通風(fēng)機(jī)械的控制等幾項，鑒于糧食儲藏的特殊性，系統(tǒng)功能的重點(diǎn)放在了儲糧內(nèi)部溫度的檢測和分析上。在上位機(jī)上運(yùn)行糧情測控系統(tǒng)軟件，對檢測到的溫 、 濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)糧倉內(nèi)外溫 、 濕度條件判斷是否可以進(jìn)行通風(fēng)，手動或自動控制通風(fēng)機(jī)械的啟動和停止。1 ℃ ，完全滿足糧情溫度檢測的需要。測控單元與智能分機(jī)的區(qū)別在于沒有用于將溫度信號數(shù)字化的 A/D 轉(zhuǎn)換電路，取而代之的是 1－ WireTM總線與上層通信總線之間的通信轉(zhuǎn)換電路，如果系統(tǒng)選用了數(shù)字式濕度傳感器則測控單元將完全由數(shù)字電路 組成，而智能分機(jī)是由數(shù)字電路和模擬電路兩部分構(gòu)成的，這將使測控單元的電路設(shè)計更為容易。 RS485 通信技術(shù)應(yīng)用時間較長，軟硬件實(shí)現(xiàn)較為容易，因此是國內(nèi)糧情測控系統(tǒng)采用較多的通信方式。先進(jìn)的多主結(jié)構(gòu)不僅使得系統(tǒng)內(nèi)可以有多臺上位機(jī) 8 存在 ， 以適應(yīng)不同操作人員和管理人員的多種需要，而且使得網(wǎng)絡(luò)中智能分機(jī)擺脫了只能被動受控狀況，整個系統(tǒng)高度智能化，從而大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。 再者，系統(tǒng)功能的進(jìn)一步完善。 （ 二）主要技術(shù)參數(shù)： 1． 檢測范圍 9 測溫范圍： 55℃ ～ +125℃ 測濕范圍： 5%～ 99%RH 2． 檢測誤差 溫度誤差：≤177?！痭SP?所形成的 16 位 181。借助這種通用結(jié)構(gòu)附加可選結(jié)構(gòu)的積木式的構(gòu)成，便可形成各種不同系列派生產(chǎn)品，以適合不同的應(yīng)用場合。另外，模塊化的結(jié)構(gòu)易于系統(tǒng)擴(kuò)展，以適應(yīng)不同用戶的需求。’nSP?家族運(yùn)用在復(fù)雜的數(shù)字信號處理方面既很便利，又比專用的 DSP 芯片廉價。 第二節(jié) SPCE061A簡介 一、概 述 SPCE061A 是繼 181?！痭SP?微處理器； （ 二 ） CPU工作電壓 VDD為 ～ ， I/O 接口電壓 VDDH為 ～ ； （ 三 ） CPU工作 時鐘 頻率為 ～ ； （ 四 ） 內(nèi)置 2K 字 靜態(tài)內(nèi)存（ SRAM） ； （ 五 ） 內(nèi)置 32K 字閃存（ FLASH） ； （ 六 ） 可編程音頻處理； （ 七 ） 晶體振蕩器 ； （ 八 ） 系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下 (時鐘處于停止?fàn)顟B(tài) )，耗電僅為 2181。此處以 PLCC84 封裝管腳功能介紹。它既是一 個編程器（即程序燒寫器），又是一個實(shí)時在線調(diào)試器。各個部分之間存在著直接或間接的聯(lián)系。這兩個端口的每一位都可通過編程單獨(dú)定義成輸入或輸出口。 19 圖 I/O 結(jié)構(gòu) I/O 端口 的組合控制設(shè)置如表 所示。對輸出而言， P_IOA_Data 與 P_IOA_Buffer 是一樣的 .但對輸入而言， P_IOA_Data 讀的是 I/O 的值， P_IOA_Buffer 讀的是 buffer 內(nèi)的值。 (讀 /寫 )(7006H) B 端口的數(shù)據(jù)向量單元，用于向數(shù)據(jù)寄存器寫入或從該寄存 器內(nèi)讀出數(shù)據(jù)。 表 具體表示了如何通過對 I/O 口的 _Dir、 _Attrib 以及 _Data 進(jìn)行編程，來設(shè)定端口 的輸入 /輸出狀態(tài)和。當(dāng) B 口處于輸出狀態(tài)時，寫入數(shù)據(jù)到 B 端口的數(shù)據(jù)寄存器。 Dir 位決定了端口位的輸入 /輸出方向：即‘0’ 為輸入， ‘1’ 為輸出。 （二）端口設(shè)置寄存器 (讀 /寫 )(7000H) A 端口的數(shù)據(jù)單元，用于向 A 口寫入或從 A 端口讀出數(shù)據(jù)。在電池供電、追求低耗電的應(yīng)用場合，可以讓 CPU 進(jìn)入睡眠模式（利用軟件控制）以降低功耗，需要時才以按鍵來喚醒 CPU，使其進(jìn)入工作狀態(tài)。輸入端口負(fù)責(zé)從外界接收檢測信號、鍵盤信號等各種開關(guān)量信號。它利用了 SPCE061A 芯 片內(nèi)置的在線仿真電路 ICE（ In Circuit Emulator）接口和凌陽公司的在線串行編程技術(shù)。接 GRD 15 PFUSE 29 輸入 程序保密設(shè)定腳。 三、結(jié)構(gòu)概覽 SPCE061A 的結(jié)構(gòu)如圖 。與 SPCE500A 不同的是，在存儲器資源方面考慮到用戶的較少資源的需求以及便于程序 調(diào)試等功能， SPCE061A 里只內(nèi)嵌 32K 字的閃存（ FLASH）?！痭SP?指令系統(tǒng)的指令格式緊湊，執(zhí)行迅速 ,并且其指令結(jié)構(gòu)提供了對高級語言的支持 ,這可以大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)時間?！痭SP?家族的中斷系統(tǒng)支持 10 個中斷向量及 10 余個中斷源，適合實(shí)時應(yīng)用領(lǐng)域。 181?！痭SP?家族）采用的是模塊式集成結(jié)構(gòu)，它以 181。3%RH 10 第二章 凌陽 SPCE061A 單片機(jī)簡介 第一節(jié) 凌陽 16 位單片機(jī) 隨著單片機(jī)功能集成化的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸地由傳統(tǒng)的控制 擴(kuò) 展為控制處理、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)字信號處理 （ DSP， Digital Signal Processing