系统级ADC芯片MSC1210介绍及应用

摘要：介绍德州仪器公司最近出品的带有高性能8051内核的系统级ADC芯片——MSC1210。说明8051内核单片机的特点、怀能以及片上Flash、24位高精度A/D转换器的使用方法。利用MSC1210丰富的片上资源，可以很简单地构建精密数据采集系统。

MSC1210是德州仪器公司推出的系统级高精度ADC芯片系列，内置24位低功∑—ΔADC前端信号调理电路—多路模拟开关、缓冲器、PGA、电压参考，且集成了高性能8051处理器内核、Flash存储器和32位累加器、兼容SPI串口等多片上外设。对于要求何种小、集成度高、精度高的测量系统，MSC1210是理想的选择。

MSC1210的系统结构框图如图1所示。

1 MSC1210中高性能8051内核介绍

MSC1210系列芯片的所有指令与标准801兼容，相同各标志位、功能寄存器的功能也是一致的。但MSC1210在速度上有很大的提高：对于同样的外部时钟，指令执行速度提高1.5～3倍，这就使用户可以使用较低的外部时钟，以降低系统的哭声和功耗。此外，MSC1210相对8051单片机还新增了一些功能寄存器，以完成对外设的控制功能。如可编程看门狗定时器，对系统程序的运行进行监控，确保系统可靠运行。片上具有两个全双工的UART，使得在开发模式有一个串口被占用的情况下，仍有一个可留给用户使用。增加的带有FIFO的SPI接口和PWM，为特定应用提供了极大的方便。

MSC1210还提供了双数据指针，可以加速整块数据的移动。在访问外部数据存储器时，还可以使访问周期延展2～9个指令周期，以适应不同的外设速度。32位的累加器也可显著地减少系统开销。它可在几个指令周期内完成24位ADC结果的加法或移位操作，而同样的操作用软件完成则需要上百个指令周期。

MSC1210内部的时钟控制电路可以方便地设置不同的时钟信号。其秒、毫秒、微秒定时中断寄存器可以为系统定时控制提供方便，如设置内部Flash擦除时间、写入时间。MSC1210的所有I/O口都可以通过寄存器，配置成标准8051（上拉）、CMOS输出、漏极开路输出、输入四种方式中的一种。

2 MSC1210中存储器配置和使用

MSC1210的片内存储器包括：特殊功能豁口（SFR），Flash寄存器，Scratchpad RAM,Boot Rom和SRAM。MSC1210内置256字节的片内数据存储器和128字节的SFR，这与8051内核单片机是相同的；唯一的区别是MSC1210定义了更多的特殊功能寄存器。MSC1210的位地址空间也与8051相同，内部RAM中的20H～2FH以及SFR中以0或8结尾的字节，都是可位寻址的。

MSC1210中还有2KB的Boot Rom,用来控制串/并行编程时的操作。当Boot Rom使能时，其中的程序在用户模式下是可以访问的，这时，它的程序被定位在F800H～FFFFH；而在编程模式下，Boot Rom被定位在程序存储器开始的2KB中。Boot Rom中含有一些调试编程常用的程序，如：

void autobaud(void);//设置波特率

char write_flash_chk(int fadd,char fdat,char fdm);//写Flash并校验

根据型号的不同，MSC1210系列有4KB到32KB的Flash存储器。此外，片内还提供1KB的SRAM作为数据存储器。它也是通过MOVX指令访问的。SRAM的地址可从0000H或8000H开始，而Flash数据存储器的地址紧接SRAM。

Flash存储器作为数据存储器使用前，首先要对硬件寄存器0（HCR0）的低3位进行设置，分配数据存储空间的大小。根据晶振频率，设置MSEC和USEC寄存器来提供Flash存储器的擦除和写时间。擦除和写入可以直接调用Boot Rom中的程序，编程示意代码如下：

#includestdio.h> //头文件引用

#includemsc1210.h>

#include“rom1210.h”

#define PAGESTART 0x0400 //定义进行改写的页面

#define PAGESIZE 0x80

char xdata*Pflashpage;定义指向此页面的指针

char xdata buffer[PAGESIZE];//在XRAM里开辟缓冲区

int main()

{char result;unsigned char i;

autobaud();//调用BootRom中子程序，自动设置波特率，与计算机通信，返回调试信息

Pflashpage=(char xdata*)PAGESTART

USEC=12-1;MSEC=12000-1; //以12MHz晶振为例，设置

………… //毫秒、微秒寄存器

for(i=0;ipagesize;i++)//从Flash中读取一个页面到XRAM

buffer[i]=*Pflashpage++;

buffer[0]+=1; //改变首字节值以重新写入

page_erase(PAGESTART,0XFF,DATA_FLASH);//擦除页面内容，BootRom内带程序

result=0;

for(i=0;ipagesize;i++)

result=result|write_flash_chk(pagestart+i,buffer[i],DATA_FLASH);//将修改后的数据写入，Boot Rom内带程序

3 高性能24位ADC及其应用

MSC1210内带8路24位模数转换器，自身可实现温度检测、输入源泉开路短路检测、增益和漂