ADuC812单片机在井下油气压力存储测试系统中的设计应用

2 系统的结构和主要特点

ADuC812单片机的结构框图如图1所示，主要特点如下：

（1）具有高速（200kSPS）8通道12位高精度的ADC，片内40×10－6/℃电压基准，片内集成温度传感器。ADuC812单片机的ADC有三种工作模式：用软件或通过把转换信号加至外部引脚 convst可以执行单步或连续转换模式；用定时器T2产生A/D转换的触发信号执行单步或连续转换模式；配置ADC工作在DMA模式。在DMA模式，ADC连续采样并把采样结果自动写到预定的外部 RAM空间，而不需要来自MCU核的任何干预。这种模式可以实现200 kSPS高速A/D转换，DMA模式尤其适用于要求高速采样数据流的存储测试系统。

（2）DPP数据页指针可以访问最大为16MB的大容量外部数据存储器。ADuC812具有扩展64kB的程序存储器和16MB的数据存储器。图2为扩展 16MB数据存储器的接口电路。P0作为分时复用的地址/数据总线，它先送出数据指针的低位字节（DPL）作为低位地址，由ALE锁存到低位地址锁存器，然后给出数据（写 *** 作时）或变为高阻态（读 *** 作时），由SRAM把数据加载到数据总线。P2口在P0口送出数据指针的低位字节的同时，它送出数据指针页字节（DPP），并由ALE锁存到高位地址锁存器，然后给出数据指针的高位字节（DPH）作为中位地址。当P2口没有外接锁存器时，DPP被忽略，ADuC812同8051一样访问外部64kB数据存储器。

（3）ADuC812可以工作在低电压、低功耗的省电模式。它可以在3V或5V电压下工作，具有正常、空闲和掉电模式。通过软件可以控制芯片从正常模式切换到空闲模式，也可以切换到掉电（关闭）模式。在空闲模式下，振荡器继续工作，但不与芯片内核接通，芯片上外设可接收时钟信号并处于激活状态。在掉电模式，振荡器停止工作，所有片上外设被关闭，芯片在接收到硬件复位信号或重新上电时，将从掉电模式恢复到正常工作模式。在掉电模式下，ADuC812消耗的总电流约为5uA。

3 在存储测试系统中的应用

由于ADuC812单片机具有高速高精度ADC转换、灵活的电源管理方案和可访问大容量外部数据存储器等性能，所以在存储测试系统设计中， ADuC812单片机为首选。图3为井下油气压力存储测试系统功能图。该系统由主机模块、电源模块、电源监测模块、数据采集模块、数据传输模块和数据处理分析模块组成。主机模块为系统核心部分，它由ADuC812单片机、复位电路、时钟振荡电路、地址锁存器和外部RAM芯片组组成。电源模块是由升压电路、稳压电路和反馈电路组成。锂电池组向电源模块输入7.2V电压，电源模块向数据采集模块输出+12V电压和向整个系统提供+5V稳定的工作电压。电源监测模块由监测电路和指示电路组成，它不时地监测电源的输出，当低于正常范围时，及时通知单片机保存有关数据，关闭有关端口，发出电源低的指示，系统进入掉电工作模式。数据采集模块由量程为0~100MPa的压力传感器、校正电路和信号运算放大器组成，完成数据的采集、放大功能。数据传输模块由专用的PC232接口转换电路组成，这是单片机与微机数据传输的通道。数据处理分析模块具有数据过滤功能、数据比较功能、图表显示功能、图表编辑功能、图表打印功能和自动生成测试报告功能。

在该存储测试系统中，触发点的选择是关键点，也是系统的技术难点。深井油气压力的测试要求测试系统必须在穿甲d引爆的瞬间能准确地跟踪油气压力的变化，并实时地记录下该时段的压力变化。触发点过早地启动，由于受到存储空间的制约，势必丢失一部分实用数据；触发点启动滞后，必将丢失引爆瞬间重要的油气压力峰值，导致测试失败。所以说，在存储测试系统中触发点的控制尤为重要（限于篇幅，不详述）。ADuC812单片机在采样时工作在DMA模式。

4 结束语

在研制井下油气压力存储测试系统的过程中，对单片机的选型查阅了大量的中、英文资料，最终选定ADuC812作为该系统的单片机，它不仅封装体积小，而且测试系统所需的高性能硬件和功能几乎都集成在片内，经使用系统稳定、可靠。