帶模擬乘法器的單片機

1. 51單片機內部資源最多的是那幾種型號

C8051F12X 具有12位AD和8位AD 模擬比較器，12位DA，內部電壓基準，電源監視，JTAG調試介面。速度可達100MIPS，16X16 乘法器；8K RAM，128K flash
8個8位IO口，雙串口，16位定時器陣列，6個捕捉，比較模塊，5個16位定時器，看門狗，內置24.5M振盪器 PLL，3.3V供電，4級流水線。

另外其他型號還有帶16位AD，24位AD，CAN介面的，USB介面的，很多種。

2. 編程用AT89S51單片機定時/計數器方式2的定時功能構成指定頻率的方波發生器

我畫個示意圖吧，也許對你有幫助
原理是利用了電容對電阻放電的指數衰減特性

正弦振盪器---------模擬乘法器-----------輸出
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電容對電阻放電---------

其中電容電阻放電部分:

電源-----模擬開關1-----模擬開關2-----------至模擬乘法器
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電容 電阻
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地 地

模擬開關1和模擬開關2由觸發電平控制，其中高電平開通開關1，低電平開通開關2
觸發脈沖上升沿到來的時候，電源將電容充滿；下降沿到來的時候，電容開始對電阻放電，波形開始輸出。這樣可以符合你的要求，實現類似與單穩的方式觸發。

至於正弦信號的產生，就用DDS吧，比如AD9850，在ADI網站上能找到pdf資料(www.analog.com)

3. 32位單片機計算兩個int16的數相乘和兩個int32的數相乘，所花的周期一樣嗎

一般是一樣的。

這個具體可以查一下晶元內核指令代碼的手冊，如果有硬體乘法指令的系統，16位運算與32位運算所用時間，一般是一樣的。

樓上的忽略了32位機這個前提。一般在32位機上是會有硬體乘法指令或者是乘法器部件，是可以在單周期內計算32位乘法的。而16位的乘法，一般都是擴展成32位的乘法來實現，所以說時間一般來說是一樣的，都是一個周期。

特殊的情況包括，

1. 沒有硬體乘法，使用移位加程序模擬乘法功能，32位的乘法時間可能會比16位乘多一倍，當然這還取決於乘法模擬演算法的具體實現。

2. 用32位實現16位乘法，可能需要對16位數進行額外的擴展調整，這時是16位的慢一點。一般在C語言中就是根據系統字長規定int的類型，所以在C語言中如果不考慮移植，多使用int可能會提高編譯的效率，在32位機上最好使用32位的數據進行計算反而更快一些。

4. 關於單片機的種類問題

單片機的分類Ⅰ 按生產廠家分
美國的英特爾(Intel) 公司、摩托羅拉（Motorola）公司、國家辦導體(NS) 公司、Atmel公司、微晶元(Microchip) 公司、洛克威爾(Rockwell)公司、莫斯特克公司(Mostek)、齊洛格(Zilog)公司、仙童(Fairchid)公司、德州儀器(TI)公司等等。日本的電氣(NS)公司、東芝(Toshiba)公司、富士通(Fujitsu)公司、松下公司、日立(Hitachi)公司、日電(NEC)公司、夏普公司等等。荷蘭的飛利浦(Philips)公司。德國的西門子(Siemens)公司等等。
Ⅱ 按字長分（1）4-BIT 單片機
4 位單片機的控制功能較弱,CPU 一次只能處理4 位二進制數。這類單片機常用於計算器、各種形態的智能單元以及作為家用電器中的控制器。典型產品有NEC 公司的UPD 75××系列、NS 公司的COP400 系列、松下公司的MN1400 系列、ROCKWELL 公司的PPS/1系列、富士通公司的MB88 系列、夏普公司的SM××系列、Toshiba 公司的TMP47×××系列等等。
① 華邦公司的W741系列的4位單片機帶液晶驅動,在線燒錄,保密性高,低操作電壓(1.2V~1.8V)。
② 東芝單片機的4位機在家電領域有很大市場。
（2）8-BIT 單片機
8 位單片機 8 位單片機的控制功能較強，品種最為齊全。和4 位單片機相比，它不僅具有較大的存儲容量和定址范圍，而且中斷源、並行I/O 介面和定時器/計數器個數都有了不同程度的增加，並集成有全雙工串列通信介面。在指令系統方面，普遍增設了乘除指令和比較指令。特別是8 位機中的高性能增強型單片機，除片內增加了A/D 和D/A 轉換器外，還集成有定時器捕捉/比較寄存器、監視定時器(Watchdog)、匯流排控制部件和晶體振盪電路等。這類單片機由於其片內資源豐富和功能強大，主要在工業控制、智能儀表、家用電器和辦公自動化系統中應用。代表產品有Intel 公司的MCS-48 系列和MCS-51 系列 、Microchip 公司的PIC16C××系列和PIC17C××系列以及PIC1400 系列、Motorola 公司的M68HC05 系列和M68HC11 系列、Zilog 公司的Z8 系列、荷蘭Philips 公司的80C51 系列(同MCS-51 兼容)、Atmel公司的AT89 系列(同MCS-51 兼容)、NEC 公司的UPD78××系列等等。
1）51系列單片機
8031/8051/8751是Intel公司早期的產品。應用的早，影響很大，已成為世界上的工業標准。後來很多晶元廠商以各種方式與Intel公司合作，也推出了同類型的單片機，如同一種單片機的多個版本一樣，雖都在不斷的改變製造工藝，但內核卻一樣，也就是說這類單片機指令系統完全兼容，絕大多數管腳也兼容；在使用上基本可以直接互換。人們統稱這些與8051內核相同的單片機為「51系列單片機」。
8031片內不帶程序存儲器ROM，使用時用戶需外接程序存儲器和一片邏輯電路373，外接的程序存儲器多為EPROM的2764系列。用戶若想對寫入到EPROM中的程序進行修改，必須先用一種特殊的紫外線燈將其照射擦除，之後再可寫入。寫入到外接程序存儲器的程序代碼沒有什麼保密性可言。
8051片內有4k ROM，無須外接外存儲器和373，更能體現「單片」的簡練。但是所編的程序無法寫入到其ROM中，只有將程序交晶元廠代為寫入，並是一次性的，不能改寫其內容。
8751與8051基本一樣，但8751片內有4k的EPROM，用戶可以將自己編寫的程序寫入單片機的EPROM中進行現場實驗與應用，EPROM的改寫同樣需要用紫外線燈照射一定時間擦除後再寫入。
在眾多的51系列單片機中，要算 ATMEL 公司的AT89C51、AT89S52更實用，因他不但和8051指令、管腳完全兼容，而且其片內的4K程序存儲器是FLASH工藝的，這種工藝的存儲器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫，一般專為 ATMEL AT89xx 做的編程器均帶有這些功能。顯而易見，這種單片機對開發設備的要求很低，開發時間也大大縮短。寫入單片機內的程序還可以進行加密，這又很好地保護了你的勞動成果。而且，AT89C51、AT89S51目前的售價比8031還低，市場供應也很充足。
AT89S51、52是2003年ATMEL推出的新型品種，除了完全兼容8051外，還多了ISP編程和看門狗功能。
ATMEL公司的51系列還有AT89C2051、AT89C1051等品種，這些晶元是在AT89C51的基礎上將一些功能精簡掉後形成的精簡版。AT89C2051取掉了P0口和P2口，內部的程序FLASH存儲器也小到2K，封裝形式也由51的P40腳改為20腳，相應的價格也低一些，特別適合在一些智能玩具，手持儀器等程序不大的電路環境下應用；AT89C1051在2051的基礎上，再次精簡掉了串口功能等，程序存儲器再次減小到1k，當然價格也更低。
51 單片機目前已有多種型號，市場上目前供貨比較足的晶元還要算ATMEL 的51、52 晶元， HYUNDAI 的GMS97 系列，WINBOND 的78e52，78e58，77e58 等。
GMS97 系列是一次性燒寫，一般只有大量生產的人才買。at89c51,52 因可以很容易地解密，一般人們只用它來做實驗，或者用在一些即使解了密也無關緊要的場合。89c2051 只有20 腿，體積小巧，在一些簡單應用和體積有限的場合得到廣泛應用。
2）PIC系列單片機
由美國Microchip公司推出的PIC單片機系列產品，首先採用了RISC結構的嵌入式微控制器，其高速度、低電壓、低功耗、大電流LCD驅動能力和低價位OTP技術等都體現出單片機產業的新趨勢。
現在PIC系列單片機在世界單片機市場的份額排名中已逐年升位，尤其在8位單片機市場，據稱已從1990年的第20位上升到目前的第二位。PIC單片機從覆蓋市場出發，已有三種(又稱三層次)系列多種型號的產品問世，所以在全球都可以看到PIC單片機從電腦的外設、家電控制、電訊通信、智能儀器、汽車電子到金融電子各個領域的廣泛應用。現今的PIC單片機已經是世界上最有影響力的嵌入式微控制器之一。
① PIC 8位單片機的分類
PIC 8位單片機產品共有三個系列，即基本級、中級和高級。
a基本級系列該級產品的特點是低價位，如PIC16C5X，適用於各種對成本要求嚴格的家電產品選用。又如PIC12C5XX是世界第一個8腳的低價位單片機，因其體積很小，完全可以應用在以前不能使用單片機的家電產品的空間。
b中級系列該級產品是PIC最豐富的品種系列。它是在基本級產品上進行了改進，並保持了很高的兼容性。外部結構也是多種的，從8引腳到68引腳的各種封裝，如PIC12C6XX。該級產品其性能很高，如內部帶有A/D變換器、E2PROM數據存儲器、比較器輸出、PWM輸出、I2C和SPI等介面。PIC中級系列產品適用於各種高、中和低檔的電子產品的設計中。
c高級系列該系列產品如PIC17CXX，其特點是速度快，所以適用於高速數字運算的應用場合中，加之它具備一個指令周期內(160ns)可以完成8×8(位)二進制乘法運算能力，所以可取代某些DSP產品。再有PIC17CXX具有豐富的I/O控制功能，並可外接擴展EPROM和RAM，使它成為目前8位單片機中性能最高的機種之一。所以很適用於高、中檔的電子設備中使用。
上述的三層次(級)的PIC 8位單片機還具有很高的代碼兼容性，用戶很容易將代碼從某型號轉換到另一個型號中。PIC 8位單片機具有指令少、執行速度快等優點，其主要原因是PIC系列單片機在結構上與其它單片機不同。該系列單片機引入了原用於小型計算機的雙匯流排和兩級指令流水結構。這種結構與一般採用CISC(復雜指令集計算機)的單片機在結構上是有不同的。
雙匯流排結構
具有CISC結構的單片機均在同一存儲空間取指令和數據，片內只有一種匯流排。這種匯流排既要傳送指令又要傳送數據(如圖1－a所示)。因此，它不可能同時對程序存儲器和數據存儲器進行訪問。因與CPU直接相連的匯流排只有一種，要求數據和指令同時通過，顯然「亂套」，這正如一個「瓶頸」，瓶內的數據和指令要一起倒出來，往往就被瓶頸卡住了。所以具有這種結構的單片機，只能先取出指令，再執行指令(在此過程中往往要取數)，然後，待這條指令執行完畢，再取出另一條指令，繼續執行下一條。這種結構通常稱為馮•諾依曼結構，又稱普林斯頓結構。
在這里PIC系列單片機採用了一種雙匯流排結構，即所謂哈佛結構。這種結構有兩種匯流排，即程序匯流排和數據匯流排。這兩種匯流排可以採用不同的字長，如PIC系列單片機是八位機，所以其數據匯流排當然是八位。但低檔、中檔和高檔的PIC系列機分別有12位、14位和16位的指令匯流排。這樣，取指令時則經指令匯流排，取數據時則經數據匯流排，互不沖突。
② 兩級指令流水線結構
由於PIC系列單片機採用了指令空間和數據空間分開的哈佛結構，用了兩種位數不同的匯流排。因此，取指令和取數據有可能同時交疊進行，所以在PIC系列微控制器中取指令和執行指令就採用指令流水線結構。當第一條指令被取出後，隨即進入執行階段，這時可能會從某寄存器取數而送至另一寄存器，或從一埠向寄存器傳送數等，但數據不會流經程序匯流排，而只是在數據匯流排中流動，因此，在這段時間內，程序匯流排有空，可以同時取出第二條指令。當第一條指令執行完畢，就可執行第二條指令，同時取出第3條指令，……如此等等。這樣，除了第一條指令的取出，其餘各條指令的執行和下一條指令的取出是同時進行的，使得在每個時鍾周期可以獲得最高效率。
在大多數微控制器中，取指令和指令執行都是順序進行的，但在PIC單片機指令流水線結構中，取指令和執行指令在時間上是相互重疊的，所以PIC系列單片機才可能實現單周期指令。
只有涉及到改變程序計數器PC值的程序分支指令(例如GOTO、CALL)等才需要兩個周期。
此外，PIC的結構特點還體現在寄存器組上，如寄存器I/O口、定時器和程序寄存器等都是採用了RAM結構形式，而且都只需要一個周期就可以完成訪問和操作。而其它單片機常需要兩個或兩個以上的周期才能改變寄存器的內容。上述各項，就是PIC系列單片機能做到指令總數少，且大都為單周期指令的重要原因。
3）AVR系列單片機
AVR單片機是1997年由ATMEL公司研發出的增強型內置Flash的RISC(Reced Instruction Set CPU) 精簡指令集高速8位單片機。AVR的單片機可以廣泛應用於計算機外部設備、工業實時控制、儀器儀表、通訊設備、家用電器等各個領域。
①AVR單片機的優勢及特點
a AVR單片機易於入手、便於升級、費用低廉。 單片機初學者只需一條ISP下載線，把編輯、調試通過的軟體程序直接在線寫入AVR單片機，即可以開發AVR單片機系列中的各種封裝的器件。AVR單片機因此在業界號稱「一線打天下」。 AVR程序寫入是直接在電路板上進行程序修改、燒錄等操作，這樣便於產品升級。AVR單片機可使用ISP在線下載編程方式(即把PC機上編譯好的程序寫到單片機的程序存儲器中)，不需購買模擬器、編程器、擦抹器和晶元適配器等，即可進行所有AVR單片機的開發應用，這可節省很多開發費用。程序存儲器擦寫可達10000次以上，不會產生報廢品。
b高速、低耗、保密。首先，AVR單片機是高速嵌入式單片機： AVR單片機具有預取指令功能，即在執行一條指令時，預先把下一條指令取進來，使得指令可以在一個時鍾周期內執行。多累加器型，數據處理速度快。AVR單片機具有32個通用工作寄存器，相當於有32條立交橋，可以快速通行。中斷響應速度快。AVR單片機有多個固定中斷向量入口地址，可快速響應中斷。AVR單片機耗能低。對於典型功耗情況，WDT關閉時為100nA，更適用於電池供電的應用設備。有的器件最低1.8 V即可工作。AVR單片機保密性能好。它具有不可破解的位加密鎖Lock Bit技術，保密位單元深藏於晶元內部，無法用電子顯微鏡看到。
c I/O口功能強,具有A/D轉換等電路。AVR單片機的I/O口是真正的I/O口，能正確反映I/O口輸入/輸出的真實情況。工業級產品，具有大電流(灌電流)10mA～40mA,可直接驅動可控硅SSR或繼電器，節省了外圍驅動器件。AVR單片機內帶模擬比較器，I/O口可用作A/D轉換，可組成廉價的A/D轉換器。ATmega48/8/16等器件具有8路10位A/D。部分AVR單片機可組成零外設元件單片機系統，使該類單片機無外加元器件即可工作，簡單方便，成本又低。AVR單片機可重設啟動復位,以提高單片機工作的可靠性。有看門狗定時器實行安全保護,可防止程序走亂(飛),提高了產品的抗干擾能力。
d 有功能強大的定時器/計數器及通訊介面。定時/計數器T/C有8位和16位,可用作比較器。計數器外部中斷和PWM(也可用作D/A)用於控制輸出，某些型號的AVR單片機有3～4個PWM，是作電機無級調速的理想器件。AVR單片機有串列非同步通訊UART介面,不佔用定時器和SPI同步傳輸功能,因其具有高速特性，故可以工作在一般標准整數頻率下,而波特率可達576K。
②AVR 8-Bit MCU的最大特點
與其它8-Bit MCU相比，AVR 8-Bit MCU最大的特點是：
• 哈佛結構，具備1MIPS / MHz的高速運行處理能力；
• 超功能精簡指令集（RISC），具有32個通用工作寄存器，克服了如8051 MCU採用單一ACC進行處理造成的瓶頸現象；
• 快速的存取寄存器組、單周期指令系統，大大優化了目標代碼的大小、執行效率，部分型號FLASH非常大，特別適用於使用高級語言進行開發；
• 作輸出時與PIC的HI/LOW相同，可輸出40mA（單一輸出），作輸入時可設置為三態高阻抗輸入或帶上拉電阻輸入，具備10mA-20mA灌電流的能力；
• 片內集成多種頻率的RC振盪器、上電自動復位、看門狗、啟動延時等功能，外圍電路更加簡單，系統更加穩定可靠；
• 大部分AVR片上資源豐富：帶E2PROM，PWM，RTC，SPI，UART，TWI，ISP，AD，Analog Comparator，WDT等；
• 大部分AVR除了有ISP功能外，還有IAP功能，方便升級或銷毀應用程序。
（3）16-BIT 單片機
16 位單片機是在1983 年以後發展起來的。這類單片機的特點是：CPU是16 位的，運算速度普遍高於8 位機，有的單片機的定址能力高達1MB，片內含有A/D 和D/A轉換電路，支持高級語言。這類單片機主要用於過程式控制制、智能儀表、家用電器以及作為計算機外部設備的控制器等。典型產品有Intel 公司的MCS-96/98 系列、Motorola 公司的M68HC16系列、NS 公司的783××系列、TI公司的MSP430系列等等。
其中，以MSP430系列最為突出。它採用了精簡指令集（ RISC ）結構，具有豐富的定址方式（ 7 種源操作數定址、 4 種目的操作數定址）、簡潔的 27 條內核指令以及大量的模擬指令；大量的寄存器以及片內數據存儲器都可參加多種運算；還有高效的查表處理指令；有較高的處理速度，在 8MHz 晶體驅動下指令周期為 125 ns 。這些特點保證了可編制出高效率的源程序。
在運算速度方面， MSP430 系列單片機能在 8MHz 晶體的驅動下，實現 125ns 的指令周期。 16 位的數據寬度、 125ns 的指令周期以及多功能的硬體乘法器（能實現乘加）相配合，能實現數字信號處理的某些演算法（如 FFT 等）。
MSP430 系列單片機的中斷源較多，並且可以任意嵌套，使用時靈活方便。當系統處於省電的備用狀態時，用中斷請求將它喚醒只用 6us 。
超低功耗 MSP430 單片機之所以有超低的功耗，是因為其在降低晶元的電源電壓及靈活而可控的運行時鍾方面都有其獨到之處。
首先， MSP430 系列單片機的電源電壓採用的是 1.8~3.6V 電壓。因而可使其在 1MHz 的時鍾條件下運行時， 晶元的電流會在 200~400uA 左右，時鍾關斷模式的最低功耗只有 0.1uA 。
其次，獨特的時鍾系統設計。在 MSP430 系列中有兩個不同的系統時鍾系統：基本時鍾系統和鎖頻環（ FLL 和 FLL+ ）時鍾系統或 DCO 數字振盪器時鍾系統。有的使用一個晶體振盪器（ 32768Hz ） , 有的使用兩個晶體振盪器）。由系統時鍾系統產生 CPU 和各功能所需的時鍾。並且這些時鍾可以在指令的控制下，打開和關閉，從而實現對總體功耗的控制。
由於系統運行時打開的功能模塊不同，即採用不同的工作模式，晶元的功耗有著顯著的不同。在系統中共有一種活動模式（ AM ）和五種低功耗模式（ LPM0~LPM4 ）。在等待方式下，耗電為 0.7uA ，在節電方式下，最低可達 0.1uA 。
系統工作穩定 上電復位後，首先由 DCOCLK 啟動 CPU ，以保證程序從正確的位置開始執行，保證晶體振盪器有足夠的起振及穩定時間。然後軟體可設置適當的寄存器的控制位來確定最後的系統時鍾頻率。如果晶體振盪器在用做 CPU 時鍾 MCLK 時發生故障， DCO 會自動啟動，以保證系統正常工作；如果程序跑飛，可用看門狗將其復位。
豐富的片上外圍模塊 MSP430 系列單片機的各成員都集成了較豐富的片內外設。它們分別是看門狗（ WDT ）、模擬比較器 A 、定時器 A （ Timer_A ）、定時器 B （ Timer_B ）、串口 0 、 1 （ USART0 、 1 ）、硬體乘法器、液晶驅動器、 10 位 /12 位 ADC 、 I 2 C 匯流排直接數據存取（ DMA ）、埠 O （ P0 ）、埠 1~6 （ P1~P6 ）、基本定時器（ Basic Timer ）等的一些外圍模塊的不同組合。其中，看門狗可以使程序失控時迅速復位；模擬比較器進行模擬電壓的比較，配合定時器，可設計出 A/D 轉換器； 16 位定時器（ Timer_A 和 Timer_B ）具有捕獲 / 比較功能，大量的捕獲 / 比較寄存器，可用於事件計數、時序發生、 PWM 等；有的器件更具有可實現非同步、同步及多址訪問串列通信介面可方便的實現多機通信等應用；具有較多的 I/O 埠，最多達 6*8 條 I/O 口線； P0 、 P1 、 P2 埠能夠接收外部上升沿或下降沿的中斷輸入； 12/14 位硬體 A/D 轉換器有較高的轉換速率，最高可達 200kbps ，能夠滿足大多數數據採集應用；能直接驅動液晶多達 160 段；實現兩路的 12 位 D/A 轉換；硬體 I 2 C 串列匯流排介面實現存儲器串列擴展；以及為了增加數據傳輸速度，而採用直接數據傳輸（ DMA ）模塊。 MSP430 系列單片機的這些片內外設為系統的單片解決方案提供了極大的方便。
方便高效的開發環境 目前 MSP430 系列有 OPT 型、 FLASH 型和 ROM 型三種類型的器件，這些器件的開發手段不同。對於 OPT 型和 ROM 型的器件是使用模擬器開發成功之後在燒寫或掩膜晶元；對於 FLASH 型則有十分方便的開發調試環境，因為器件片內有 JTAG 調試介面，還有可電擦寫的 FLASH 存儲器，因此採用先下載程序到 FLASH 內，再在器件內通過軟體控製程序的運行，由 JTAG 介面讀取片內信息供設計者調試使用的方法進行開發。這種方式只需要一台 PC 機和一個 JTAG 調試器，而不需要模擬器和編程器。開發語言有匯編語言和 C 語言。
MSP430 單片機目前主要以 FLASH 型為主。
（4）32-BIT 單片機
32 位單片機的字長為32 位，是單片機的頂級產品，具有極高的運算速度。近年來，隨著家用電子系統的新發展，32 位單片機的市場前景看好。
繼16 位單片機出現後不久，幾大公司先後推出了代表當前最高性能和技術水平的32 位單片微機系列。32 位單片機具有極高的集成度，內部採用新穎的RISC（精簡指令系統計算機）結構，CPU 可與其他微控制器兼容，主頻頻率可達33MHz 以上，指令系統進一步優化，運算速度可動態改變，設有高級語言編譯器，具有性能強大的中斷控制系統、定時/事件控制系統、同步/非同步通信控制系統。代表產品有Intel 公司的MCS-80960 系列、Motorola 公司的M68300 系列、Hitachi 公司的Super H(簡稱SH)系列等等。
這類單片機主要應用於汽車、航空航天、高級機器人、軍事裝備等方面。它代表著單片機發展中的高、新技術水平。
ARM在32位MCU中的主流地位是毫無疑問的。ARM公司於1991年成立於英國劍橋，主要出售晶元設計技術的授權。目前，採用ARM技術智能財產（IP）核心的處理器，即我們通常所說的ARM處理器，已遍及工業控制、消費類電子產品、通信系統、網路系統、無線系統等各類產品市場，基於ARM技術的處理器應用約占據了32位RISC微處理器75％以上的市場，ARM技術不止逐步滲入到我們生活的各個方面，我們甚至可以說，ARM於人類的生活環境中，已經是不可或缺的一環。
目前市面上常見的ARM處理器架構，可分為ARM7、ARM9以及ARM11，新推出的Cortex系列尚在進行開發驗證，市面上還未有相關產品推出。ARM也是嵌入式處理器中首先推出多核心架構的廠商。
ARM首個多核心架構為ARM11 MPCore，架構於原先的ARM11處理器核心之上。ARM11核心是發布於2002年10月份，為了進一步提升效能，其管線長度擴展到8階，處理單元則增加為預取、解碼、發送、轉換／MAC1、執行／MAC2、內存存取／MAC3和寫入等八個單元，體繫上屬於ARM V6指令集架構。ARM11採用當時最先進的0.13μm製造製程，運行頻率最高可達500到700MHz。如果採用90nm製程，ARM11核心的工作頻率能夠輕松達到1GHz以上—對於嵌入式處理器來說，這顯然是個相當驚人的程度，不過顯然1GHz在ARM11體系中不算是個均衡的設定，因此幾乎沒有廠商推出達到1GHz的ARM11架構處理器。
ARM11的邏輯核心也經過大量的改進，其中最重要的當屬「靜／動態組合轉換的預測功能」。ARM11的執行單元包含一個64位、4種狀態的地址轉換緩沖，它主要用來儲存最近使用過的轉換地址。當採用動態轉換預測機制而無法在定址緩沖內找到正確的地址時，靜態轉換預測功能就會立刻接替它的位置。在實際測試中，單純採用動態預測的准確率為88％，單純採用靜態預測機制的准確率只有77％，而ARM11的靜／動態預測組合機制可實現92％的高准確率。針對高時脈速度帶來功耗增加的問題，ARM11採用一項名為「IEM（Intelligent Energy Manager）」的智能電源管理技術，該技術可根據任務負荷情況動態調節處理器的電壓，進而有效降低自身的功耗。這一系列改進讓ARM11的功耗效能比得以繼續提高，平均每MHz只需消耗0.6mW（有快取時為0.8mW）的電力，處理器的最高效能可達到660 Dhrystone MIPS，遠超過上一代產品。
Ⅲ 按製造工藝分
① HMOS 工藝 高密度短溝道MOS 工藝,具有高速度、高密度的特點。
② CHMOS(或HCMOS)工藝 互補的金屬氧化物的HMOS 工藝，是CMOS 和HMOS 的結合，具有高密度、高速度、低功耗的特點。Intel 公司產品型號中若帶有字母「C」 ，Motorola 公司產品型號中若帶有字母「HC」或「L」 ，通常為CHMOS 工藝。

5. 單片機功率表問題

如果你測量的守恆直流電路的還簡單，直接計算測量到的電流和電壓即得到功率。

如果是交流電路，就有些麻煩了，首先要過濾掉交流電中的二次或更高次的諧波，然後將每次采樣的電流和電壓相乘得到一個瞬時功率，並乘以時間得到那個時刻做的功，累計1秒鍾得到平均功率……

Atmel有一篇技術文檔來講如何使用Atmega8單片機做的單項電度表，誤差在5%左右，如果你懂英文，這將是非常好的參考文檔，
AVR465: Single-Phase Power/Energy Meter with Tamper Detection帶干擾檢測的單相功率/電能表
地址：http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2566.pdf

6. 新概念51單片機C語言教程的作品目錄

第1篇入門篇
1.1單片機概述
1.1.1什麼是單片機
1.1.2單片機標號信息及封裝類型
1.1.3單片機能做什麼
1.1.4如何開始學習單片機
1.251單片機外部引腳介紹
1.3電平特性
1.4二進制與十六進制
1.4.1二進制
1.4.2十六進制
1.5二進制的邏輯運算
1.5.1與
1.5.2或
1.5.3非
1.5.4同或
1.5.5異或
1.6單片機的C51基礎知識介紹
1.6.1利用C語言開發單片機的優點
1.6.2C51中的基本數據類型
1.6.3C51數據類型擴充定義
1.6.4C51中常用的頭文件
1.6.5C51中的運算符
1.6.6C51中的基礎語句
1.6.7學習單片機應該掌握的主要內容
2.1Keil工程建立及常用按鈕介紹
2.1.1Keil工程的建立
2.1.2常用按鈕介紹
2.2點亮第一個發光二極體
2.3while語句
2.4for語句及簡單延時語句
2.5Keil模擬及延時語句的精確計算
2.6不帶參數函數的寫法及調用
2.7帶參數函數的寫法及調用
2.8利用C51庫函數實現流水燈
第2篇內外部資源操作篇
3.1數碼管顯示原理
3.2數碼管靜態顯示
3.3數碼管動態顯示
3.4中斷概念
3.5單片機的定時器中斷
4.1獨立鍵盤檢測
4.2矩陣鍵盤檢測
5.1模擬量與數字量概述
5.2A/D轉換原理及參數指標
5.3ADC0804工作原理及其實現方法
5.4D/A轉換原理及其參數指標
5.5DAC0832工作原理及實現方法
5.6DAC0832輸出電流轉換成電壓的方法
第6章串列口通信原理及操作流程
6.1並行與串列基本通信方式
6.2RS-232電平與TTL電平的轉換
6.3波特率與定時器初值的關系
6.451單片機串列口結構描述
6.5串列口方式1編程與實現
6.6串列口列印在調試程序中的應用
第7章通用型1602，12232，12864液晶操作方法
7.1液晶概述
7.2常用1602液晶操作實例
7.3常用12232液晶操作實例
7.4常用12864液晶操作實例
第8章I2C匯流排AT24C02晶元應用
8.1I2C匯流排概述
8.2單片機模擬I2C匯流排通信
8.3E2PROMAT24C02與單片機的通信實例
第9章基礎運放電路專題
9.1運放概述及參數介紹
9.2反相放大器
9.3同相放大器
9.4電壓跟隨器
9.5加法器
9.6差分放大器
9.7微分器
9.8積分器
第3篇提高篇
第10章定時器/計數器應用提高
10.1方式0應用
10.2方式2應用
10.3方式3應用
10.452單片機定時器2介紹
10.5計數器應用
第11章串列口應用提高
11.1方式0應用
11.2方式2和方式3應用
11.3單片機雙機通信
11.4單片機多機通信
第12章指針
12.1指針與指針變數
12.1.1內存單元、地址和指針
12.1.2指針變數的定義、賦值與引用
12.2指針變數的運算
12.3指針與數組
12.3.1指針與一維數組
12.3.2指針與多維數組
12.4指針與函數
12.4.1指針作為函數的參數
12.4.2指向函數的指針
12.4.3指針型函數
12.5指針與字元串
12.5.1字元串的表達形式
12.5.2字元指針作為函數參數
12.5.3使用字元指針與字元數組的區別
12.6指針數組與命令行參數
12.6.1指針數組的定義和使用
12.6.2指向指針的指針
12.6.3指針數組作為main()函數的命令行參數
12.7指針小結
12.7.1指針概念綜述
12.7.2指針運算小結
12.7.3等價表達式
12.8C51中指針的使用
12.8.1指針變數的定義
12.8.2指針應用
第13章STC系列51單片機功能介紹
13.1單片機空閑與掉電模式應用
13.2「看門狗」概念及其應用
13.3用軟體實現系統復位
13.4內部擴展RAM的應用
13.5擴展P4口的應用
13.6內部E2PROM的應用
13.7STC89系列單片機內部A/D應用
13.8STC12系列單片機內部A/D應用
13.9STC12系列單片機的PCA/PWM介紹
13.10STC12系列單片機的SPI介面介紹
13.11STC12系列單片機的「576MHz」超速運行
第4篇實戰篇
第14章利用51單片機的定時器設計一個時鍾
14.1如何從矩陣鍵盤中分解出獨立按鍵
14.2原理圖分析
14.3實例講解
第15章使用DS12C887時鍾晶元設計高精度時鍾
15.1時鍾晶元概述
15.2DS12C887時鍾晶元介紹
15.3如何用TX-1C實驗板擴展本實驗
15.4原理圖分析
15.5實例講解
第16章使用DS18B20溫度感測器設計溫控系統
16.1溫度感測器概述
16.2DS18B20溫度感測器介紹
16.3實例講解
第17章太陽能充/放電控制器
17.1控制器原理圖分析
17.2控制器板上元件介紹
17.3實例講解
第18章VC、VB（MSCOMM控制項）與單片機通信實現溫度顯示
18.1VCMSCOMM控制項與單片機通信實現溫度顯示
18.2VBMSCOMM控制項與單片機通信實現溫度顯示
第5篇拓展篇
第19章使用Protell99繪制電路圖全過程
19.1繪制電路板概述
19.2建立工程
19.3製作元件庫
19.4添加封裝及製作PCB封裝庫
19.5錯誤檢查及生成PCB
19.6布線電氣特性設置
19.7自動布線和手動布線
第20章ISD400x系列語音晶元應用
20.1ISD400x系列語音晶元介紹
20.2ISD400x系列語音晶元操作規則
20.3ISD400x系列語音晶元應用實現
第21章電機專題
21.1直流電機原理及應用
21.2步進電機原理及應用
21.3舵機原理及其應用
第22章常用元器件介紹
22.1二極體
22.2電容
22.3場效應管
22.4光耦
22.5蜂鳴器
22.6繼電器
22.7自恢復保險
22.8瞬態電壓抑制器
22.9晶閘管（可控硅）
22.10電荷泵
第23章直流穩壓電源專題
23.1整流電路
23.2濾波電路
23.3穩壓電路
23.4集成穩壓模塊的使用
23.5串聯開關型穩壓電源
第24章運放擴展專題
24.1簡單低通濾波器
24.2「電流-電壓」轉換電路
24.3光電放大器
24.4精密電流源
24.5可調參考電壓源
24.6復位穩定放大器
24.7模擬乘法器
24.8全波整流器和平均值濾波器
24.9正弦波振盪器
24.10三角波發生器
24.11自動跟蹤對稱電源
24.12可調實驗電源
24.13運放相關術語表
附錄A天祥電子開發實驗板簡介
A.1TX-1C51單片機開發板（配套詳細視頻教程）
A.2AVR單片機開發板（配套詳細視頻教程）
A.3PIC單片機開發板（配套詳細視頻教程）
A.4J-Link全功能ARM模擬器
A.5三星S3C44B0ARM7入門級開發板
A.6三星S3C44B0ARM7提高級開發板
A.7TX-51STAR51單片機開發板（配套詳細視頻教程）
參考文獻

7. LGTMCU是什麼單片機

LGT單片機是阿莫電子論壇（www.ourdev.cn）版主armok（阿莫）最早於2012-4-6提及的一種單片機，由阿莫領導製造，最初的宣傳特點如下：

1. 內部的資源，如ADC,PWM,串口,RC等， 與ATmega8 相似（甚至是一致）
2. 運行代碼的效率與速度一致，甚至某些地方比 ATmega8 快
3. 原AVR代碼幾乎不需要改動，就能立即轉到這款晶元上使用。
4. 仍可使用大家熟悉的 AVR Studio，GCC,ICC,CVAVR, IAR 進行開發.
5. 熟悉AVR的人，不用5分鍾就能完成學習與切換到新晶元上開發。
6. 封裝有SOP28L/SOP20L/SOP14L/SOP8L 可供選擇。
7. 工作電壓是1.8V-3.6V（也有5V的版本）， 工作頻率是8MHZ或16MHZ。有一個全工作電壓范圍的溫度修正RC，精度為1%，可直接用RC實現串口通訊。如果有偏差也是可以用串口來修正（軟體可調）。還有這個晶元可以跑到32MIPS@32Mhz 外部晶振，這個在需要高速的朋友來說無疑是一個好消息。STM8S按atasheet說是可以跑20MIPS@25Mhz。
8. 穩定性、可靠性承諾與AVR差不多。
9.最重要一點： 由我們網站進行技術支持，並且郵購部能提供充足的貨源。
10. 預期的零售價是1.99元。 大批量使用可以再談。
11. 這個晶元的真正目標不是AVR，而是STC。

官方網站： http://www.mcugreen.com

技術論壇： http://www.ourdev.cn/forum-1000-1.html

來自官網的LGT8F0XA系列8bit/RISC微控制器參數：
————先進的RISC構架————
3級流水線設計
131條指令, 大多數指令執行時間為單個時鍾周期
32個8位通用工作寄存器
工作於16MHz時性能高達16MIPS
單周期的硬體乘法器(8×8)
————非易失性程序和數據存儲器————
8K/4K/2K/1K位元組系統內可編程FLASH
數據保護功能
504位元組數據FLASH， 支持位元組讀寫（EEPROM）
256/512位元組片內SRAM
獨立的用戶數據區實現系統配置功能
————SWD雙線調試介面————
支持擴展的片內在線調試功能
通過SWD介面實現對FLASH, EEPROM, 系統配置區的編程
————外設特點————
8通道10bit 250KSPS模數轉換器(ADC)
2通道模擬比較器，支持ADC通道輸入功能
一個具有獨立預分頻和比較器功能的8位定時器/計數器
一個具有預分頻器, 比較器功能和捕捉功能的16位定時器/計數器
三通道PWM脈寬調制控制器
可編程同步/非同步USART
可工作於主/從模式的SPI串列介面
可編程看門狗定時器
最多25個可編程I/O (LGT8F08A)
————處理器特色功能————
每個晶元具有獨立的32位GUID
具有掉電保護功能的片內POR
±1%精度16MHz內部低溫漂RC振盪器
1KHz低功耗RC實現更低的待機功耗
片內/片外中斷源
4種睡眠模式: 內部電源設計實現uA級待機功耗, 可通過外部專用I/O或內部1KHz RC喚醒
————封裝類型————
LGT8F08A – SOP28L
LGT8F04A – SOP24L/SSOP24L/SOP20L/SSOP20L
LGT8F02A – SOP14L
LGT8F01A – SOP8L
————速度等級————
0 ~ 8MHz @1.8V ~ 3.0V
0 ~16MHz @3.0V ~ 3.6V

————提供————
ISP在線燒寫工具
SWD編程調試工具
數據手冊
開發文檔

阿莫附錄： 可能有人擔心， 這個晶元會不會導致ATMLE的侵權訴訟？
我不是一個迂腐的人。
我們其實每天都在可能的「侵權」， 從打開電腦開始，到看電視節目，到在商場購買各種物品 ....
專利是一把雙刃劍，它保護了原創者的同時，其實也在扼殺可能的創新者。
大家應該仍記得我寫過一篇帖子： 「AVR已死！大家改行吧 ....」
對AVR的感情，我相信論壇上可能沒有人超越我。 寫那個帖子時的心情，相信大家能理解。
現在，我有機會，可以親手將AVR從死亡的邊緣挽救出來。 當然，我冒的風險是：可能侵權。但是，我覺得是在做一件正確、很有價值的事。
大家不要忘記歷史：
如果喬布斯不冒險侵權施樂， 就不會有偉大的蘋果電腦的誕生。
如果比爾蓋茨不冒險侵權蘋果，就不會有偉大的 windows 的誕生。
如果google不冒險侵權蘋果與微軟，就不會有偉大的安卓系統的誕生。
................
大家試想一下：目前有哪一個偉大產品，不是可能涉及侵權的？

8. 誰能給推薦一個51單片機

看到你的要求我只有推薦MSP430單片機了
MSP430 單片機的特點
MSP430 系列單片機的迅速發展和應用范圍的不斷擴大，主要取決於以下的特點。 強大的處理能力 MSP430 系列單片機是一個 16 位的單片機，採用了精簡指令集（RISC）結構，具有豐富的定址方式（ 7 種源操作數定址、 4 種目的操作數定址）、簡潔的 27 條內核指令以及大量的模擬指令；大量的寄存器以及片內數據存儲器都可參加多種運算；還有高效的查表處理指令；有較高的處理速度，在 8MHz 晶體驅動下指令周期為 125 ns 。這些特點保證了可編制出高效率的源程序。 在運算速度方面， MSP430 系列單片機能在 8MHz 晶體的驅動下，實現 125ns 的指令周期。 16 位的數據寬度、 125ns 的指令周期以及多功能的硬體乘法器（能實現乘加）相配合，能實現數字信號處理的某些演算法（如 FFT 等）。 MSP430 系列單片機的中斷源較多，並且可以任意嵌套，使用時靈活方便。當系統處於省電的備用狀態時，用中斷請求將它喚醒只用 6us 。 超低功耗 MSP430 單片機之所以有超低的功耗，是因為其在降低晶元的電源電壓及靈活而可控的運行時鍾方面都有其獨到之處。 首先， MSP430 系列單片機的電源電壓採用的是 1.8~3.6V 電壓。因而可使其在 1MHz 的時鍾條件下運行時， 晶元的電流會在 200~400uA 左右，時鍾關斷模式的最低功耗只有 0.1uA 。 其次，獨特的時鍾系統設計。在 MSP430 系列中有兩個不同的系統時鍾系統：基本時鍾系統和鎖頻環（ FLL 和 FLL+ ）時鍾系統或 DCO 數字振盪器時鍾系統。有的使用一個晶體振盪器（ 32768Hz ） , 有的使用兩個晶體振盪器）。由系統時鍾系統產生 CPU 和各功能所需的時鍾。並且這些時鍾可以在指令的控制下，打開和關閉，從而實現對總體功耗的控制。 由於系統運行時打開的功能模塊不同，即採用不同的工作模式，晶元的功耗有著顯著的不同。在系統中共有一種活動模式（ AM ）和五種低功耗模式（ LPM0~LPM4 ）。在等待方式下，耗電為 0.7uA ，在節電方式下，最低可達 0.1uA 。 系統工作穩定。上電復位後，首先由 DCOCLK 啟動 CPU ，以保證程序從正確的位置開始執行，保證晶體振盪器有足夠的起振及穩定時間。然後軟體可設置適當的寄存器的控制位來確定最後的系統時鍾頻率。如果晶體振盪器在用做 CPU 時鍾 MCLK 時發生故障， DCO 會自動啟動，以保證系統正常工作；如果程序跑飛，可用看門狗將其復位。 豐富的片上外圍模塊 MSP430 系列單片機的各成員都集成了較豐富的片內外設。它們分別是看門狗（ WDT ）、模擬比較器 A 、定時器 A （ Timer_A ）、定時器 B （ Timer_B ）、串口 0 、1（ USART0 、1 ）、硬體乘法器、液晶驅動器、 10 位 /12 位 ADC 、16位Sigma-Delta AD、直接定址模塊（ DMA ）、埠 O （ P0 ）、埠 1~6 （ P1~P6 ）、基本定時器（ Basic Timer ）等的一些外圍模塊的不同組合。其中，看門狗可以使程序失控時迅速復位；模擬比較器進行模擬電壓的比較，配合定時器，可設計出 A/D 轉換器； 16 位定時器（ Timer_A 和 Timer_B ）具有捕獲 / 比較功能，大量的捕獲 / 比較寄存器，可用於事件計數、時序發生、 PWM 等；有的器件更具有可實現非同步、同步及多址訪問串列通信介面可方便的實現多機通信等應用；具有較多的 I/O 埠，最多達 6*8 條 I/O 口線； P0 、 P1 、 P2 埠能夠接收外部上升沿或下降沿的中斷輸入； 12/14 位硬體 A/D 轉換器有較高的轉換速率，最高可達 200kbps ，能夠滿足大多數數據採集應用；能直接驅動液晶多達 160 段；實現兩路的 12 位 D/A 轉換；硬體IIC串列匯流排介面實現存儲器串列擴展；以及為了增加數據傳輸速度，而採用直接數據傳輸（ DMA ）模塊。 MSP430 系列單片機的這些片內外設為系統的單片解決方案提供了極大的方便。 方便高效的開發環境 目前 MSP430 系列有 OPT 型、 FLASH 型和 ROM 型三種類型的器件，這些器件的開發手段不同。對於 OPT 型和 ROM 型的器件是使用模擬器開發成功之後在燒寫或掩膜晶元；對於 FLASH 型則有十分方便的開發調試環境，因為器件片內有 JTAG 調試介面，還有可電擦寫的 FLASH 存儲器，因此採用先下載程序到 FLASH 內，再在器件內通過軟體控製程序的運行，由 JTAG 介面讀取片內信息供設計者調試使用的方法進行開發。這種方式只需要一台 PC 機和一個 JTAG 調試器，而不需要模擬器和編程器。開發語言有匯編語言和 C 語言。 MSP430 單片機目前主要以 FLASH 型為主。 適應工業級運行環境 MSP430 系列器件均為工業級的，運行環境溫度為 -40~+ 85 攝氏度 ，所設計的產品適合用於工業環境下。

9. LGT8F0XA是什麼單片機有什麼來歷

GT8F0XA是基於增強的8位低功耗MVR8X RISC三級流水線構架設計。由於其先進的指令集以及單時鍾周期指令執行時間，LGT8F0XA 的數據吞吐率高達 1MIPS/MHz，從而可以平衡系統在功耗和處理速度之間的矛盾。LGT8F0XA引入的獨特的電源設計方法，從而在系統待機功耗方面比同類產品有更加優異的表現，系統中為低功耗設計集成一個內部1KHz RC振盪器和電源管理模塊，能夠在系統空閑的時候由軟體選擇進入待機模式，在最高級別的待機模式下，電源管理系統將關閉系統工作電源，僅保持1KHz RC和電源管理模塊的工作，從而實現微安級的待機功耗。

LGT8F0XA基於EFLASH工藝設計，可以提供8KB/4KB/2KB/1KB四種不同的型號供選擇，LGT8F0XA集成了504位元組內部數據FLASH以及EEPROM控制器單元，實現一個更加簡易的EEPROM訪問介面。同時LGT8F0XA也集成了256/512位元組的SRAM，可以讓用戶在實現不同應用時有更多的靈活性。
LGT單片機是阿莫電子論壇版主armok（阿莫）最早於2012-4-6提及的一種單片機，由阿莫領導製造。

10. 怎樣設計一個用ADE7755和用AT89S51的單片機設計出一個電能表

隨著電力的需求越來越大，不同時間段用電量不均衡的現象日趨嚴重。為了合理地調控電力負荷和節約能源，電力公司已開始鼓勵使用多費率電能表。傳統的多費率電能表一般採用機械轉盤式計量方式，計量精度隨機械磨損而降低，時段設置單一，人工抄表勞動強度大，且偶有竊電情況發生等諸多弊端。本文給出基於AT89S52單片機一種新型多費率單相電能表設計，採用AD7755電能計量晶元，電能計量准確。該電能表具有分時段計量，液晶顯示，自動回抄，時段設置靈活，時間校正及時，新穎的防竊電，功耗低的特點。並對該電能表實驗測試數據進行性了誤差分析，指出電能計量中減小與消除誤差的方法。

1硬體電路設計

1.1總體結構

基於AT89S52單片機完成多費率單相電能表的設計，AT89S52有以下功能，8k位元組Flash閃速存儲器，三級加密程序存儲器，256位元組內部RAM，32個可編程I/O口線，3個16位定時/計數器，一個6向量兩級中斷結構，一個全雙工串列通信口，片內振盪器及時鍾電路，兩種低功耗電工作方式。是一個比較適合於以開關量信號輸入檢測的性價比較高的8位單片機。電能表硬體設計主要包括六大模塊，電壓和電流檢測電能計量電路AD7755模塊，串列存儲與看門狗X25045電路模塊，HT1621液晶顯示電路模塊，串列時鍾S3530A電路模塊，

RS485匯流排通訊電路模塊，防竊電檢測電路模塊，總體結構如圖1所示。

圖1：系統總體結構框圖

1.2電能計量

單相電能計量採用美國ADI公司的AD7755低功耗晶元實現。AD7755內部除了ADC和濾波、相乘電路外都採用了數字電路，有效的消除了尖脈沖等干擾信號，使得它在惡劣的環境條件下仍能保持極高的正確度和穩定性。對單相迴路中的電壓、電流信號采樣，計算出功率並積分將其轉換為電能脈沖輸出，CPU對來自AD7755輸出端CF的脈沖進行計量，計算出電能表的累計用電量。電能與脈沖的關系為：W=M/C，式中的W為電能，單位為千瓦時，M為脈沖累計個數，C為電表脈沖常數，選取C=1600，每千瓦時為1600個脈沖。

1.3RS485通訊MAX487晶元實現多費率電能表的RS485通訊控制

MAX487晶元具有RS485通訊協議，可以帶下位機128個、傳輸間隔大於1km、傳輸速率達250kb/s。電能表通過RS485匯流排與用電治理計算機相連，每隻電能表都有一個確定的唯一的八位十六進制的表號，初次安裝，電工需要把用戶信息與表號記錄後輸進用電治理計算機中，完成用戶與治理計算機的連接。治理計算機採用廣播式通訊方式下傳時段設置與校時信息，此時不帶有地址信息，而電能表中斷接收;上位機採用呼喚地址的方式上傳信息，即呼喚誰的地址，那隻電能表便把信息及其校驗碼打包向上傳送給用電治理計算機，實現電能回抄。MAX487的DE為發送器使能端，DE為1時發送器可以工作，DI為輸進端，A、B為輸出端。當DE為0時，停止發送輸出端為高阻。RE為輸進使能端，RE為0時答應接收器工作，A、B為輸進端，RO為輸出端;RE為1時，接收器被禁止，RO為高阻狀態。因此，採用半雙工通訊方式，把DE和RE相連然後接AT89S52的P1.4，通過AT89S52的P1.4引腳來控制收發工作狀態。

1.4串列存儲器

串列存儲器採用美國XICOR公司的X25045低功耗晶元，它具備看門狗定時器WTD、電源電壓監控和具有512位元組的串列E2PROM存儲器三種功能。WTD可以設置為200ms、600ms、1400ms喂狗定時間隔，軟體編程寫進X25045中。在程序正常運行期間，WTD在定時間隔內收到觸發信號，確保程序正常運行，一端WTD在定時間隔內沒有收到觸發信號，X25045便通過RESET引腳輸出一個高電平信號，觸發電能表復位來防止程序跑飛。X25045作為串列存儲晶元，512位元組分別用於存儲電能表編碼，多費率時段設置，上月和當月分時段的峰、平、谷電量和總累計電量等信息，存儲次數可改寫十萬次，數據可保存一百年，它與AT89S52可採用SPI協議匯流排介面相連。

1.5時鍾電路

時鍾電路採用S3530A晶元完成，它是一種支持I2C匯流排的低功耗時鍾晶元，它按照CPU經RS485通訊接收校時的數據來設置時鍾和日歷，靠自身的振盪繼續走時。在S3530A的Xin和Xout引腳之間跨接32.768kHz的晶體器振盪器。它通過兩線式與CPU連接，SDA腳和SCL腳分別接AT89S52的P2.0和P2.1，並有兩個中斷報警引腳可設置為輸出秒或分同步脈沖，向AT89S52提供周期為1秒的中斷信號，單片機系統將根據該信號通過I2C通訊介面讀取當前的時間，計算出該時刻所屬的時段，實現多費率電能表的分時段計量電能。該時鍾電路帶有備用鋰電池，正常工作時有電源Vcc供電，同時給3.6V鋰電池充電;當出現停電時，自動切換鋰電池為時鍾電路供電，即使停電時鍾走時也正確。

1.6液晶顯示

採用HOLTEK公司HT1621的LCD顯示驅動晶元,實現十六位LCD數字顯示。HT1621是具有128段(32×4)內置存儲器的LCD驅動器，它片內包括控制與計時電路、顯示RAM、LCD驅動及偏置、監視定時器等，採用了48腳SSOP封裝,具有體積小和功耗低的優點,非常適合於應用電能表中，其介面電路和外圍電路簡單，它和AT89S52之間採用串列介面，只需三根線。AT89S52的P2.4、P2.5、P2.6分別接到它的CS片選、WR寫答應、DATA串列數據三個引腳上，來控制刷新顯示RAM緩沖區。另外應用中，在VDD、VLCD間接一個20kΩ可調電阻，用來調節LCD顯示對比度，調節電阻，使得VDD=5V，VLCD=4V對比度較好。

1.7防竊電檢測等

記錄電能表接線端子蓋被人為打開的次數而分析是否竊電。電能表被安裝好後將表殼打上鉛封，用戶不能私自打開電能表接線的表蓋破壞鉛封，否則屬於竊電行為。因此我們採用霍爾感測器，檢測接線端子蓋是否被打開。假如接線端子蓋被打開，AT89S52的P1.6引腳的電平變化，就檢測到開蓋一次，記錄表的接線端子蓋被人為打開和破環的次數，判定是否有竊電發生，當發現有竊電現象時，給出報警、斷電並及時上傳到上位治理計算機。實踐證實該新奇的防竊電技術有效的防止竊電情況發生，效果較好。檢測電路框圖如圖2所示。

圖2：防竊電檢測框圖

掉電保護電路，用AT89S52的P1.7輸進引腳檢測掉電信號，當系統正常工作是P1.7位高電平，當忽然發生斷電時，P1.7變成低電平，採用查詢方式檢測到P1.7的變為低電平後，將進進掉電保護程序。電源電路中有個大濾波電容1000uf/25v，當掉電後能維持系統十多秒的工作時間，確保電能表存儲好重要數據。光電隔離電路，在系統中AD775的脈沖輸出端，繼電器控制端，RS485通訊端分別使用了4N35光電隔離器。通過光的耦合作用傳遞電信號，把干擾源和易受干擾的部分隔離開來，進步系統抗干擾的能力。

2軟體程序設計

2.1軟體程序資源分配

多費率單相電能表軟體程序共包括初始化及主程序，X25045讀寫程序，RS485串列通訊處理程序，中斷處理程序，定時器處理程序，HT1621顯示控製程序，電能分時段計量與掉電處理程序，系統自檢與軟體抗干擾處理八大程序模塊。系統的中斷資源分配為INT0中斷用於AD7755脈沖檢測，INT1用於秒同步檢測，定時器T0用於定時100ms，T1未使用，T2用於串列通訊程序波特率發生器，串列口中斷設置為RS485非同步通訊接收中斷。

2.2程序模塊的設計

電能表的工作過程主程序模塊如圖3所示，每次上電要進行初始化，初始化包括對AT89S52單片機定時器、串列口、中斷等工作方式的設定，寫進串列存儲晶元X25045的控制字，串列時鍾晶元S3530A控制字，串列液晶驅動晶元HT1621控制字。新電能表的初次工作要對X25045初始值設定，包括電能表表號的設置，時段的設置，時鍾的設置，存儲地址的分配等。本系統設置了三個時段，單片機每秒從時鍾晶元S3530A中讀取時鍾值，然後根據串列存儲晶元X25045中預先設置好的時段，分析該時刻屬於哪個時段，根據相應的時段把電能存儲AT89S52的RAM存儲器中，然後電能每累計夠1度便寫進到X25045相應的地址中。16位液晶顯示器輪流顯示時段與電能信息。若有通訊請求將採用中斷方式與上位機進行數據通訊。若停電，將執行掉電保護程序。其它程序模塊流程圖略。

圖3：主程序流程圖

測試結果

該電能表在淄博貝林電子有限公司進行了誤差測試和運行試驗，上位計算機完成用電治理時段設置，設置三個費率時段，第一時段00點00分點到06點30分，為谷電量時段，第二時段06點30點到22點30分，為峰電量時段，第三時段22點30點到24點00分，為平電量時段。費率時段設置由電力供電公司根據國家政策規定設定到計算機治理系統中，通過RS485串列通訊傳送到電能表中，並存儲於X25045中。每月峰、平、谷、累計電量存進電能表中，並打包傳送到上位計算機治理系統，通訊波特率設為9600bit/s。用0.1級標准電子式電能表校驗台作為標准表，該多費率電能表為被測表，貝林電子有限公司針對不同負荷的情況下進行測試，限於篇幅僅列出負荷為5KW時的實測數據如表1所示。測試結果表明該復費率電能表誤差小於1%，屬於1.0級標准。經實驗得知減小電能計量誤差方法，一是通過調節AD7755的匹配電阻調整到精確值;二是該匹配電阻阻值要求隨溫度變化阻值變化較小;三是在電能計量過程中，在時間段的切換時，計量電能的尾數部分不足0.01度的電能計進下一個時間段中，避免了不足0.01度的電能丟失而造成累計電量有誤差。

表1：標准表與被測表丈量值符合5KW

結束語

多費率電能表根據不同的時段設置，實現電能分時計量，採用RS485串列通訊，實現電量自動回抄，實時校時。該電能表經淄博貝林電子有限公司生產表明，設計技術新奇，計量正確，走時精確，時段設置靈活，防竊電設計新奇，各項技術指標均達到國家多費率電能表的技術標准，具有廣闊的應用遠景。

本文作者創新點在於採用AD7755電能計量晶元計量正確;串列X25045存儲靈活可靠，串列時鍾S3530A走時精確，RS485匯流排傳輸可靠性高，防竊電新奇設計。採用I2C匯流排結構多費率單相電能表設計更加公道，具有性價比高的特點