基于CAN的温度检测系统适配卡硬件电路设计+PCB图(4)
2.1.3 核心器件C8051F040[3、4]
1. 系统概述
C8051F04x 系列器件是完全集成的混合信号片上系统型 MCU ，具有64 个数字 I/O 引脚，片内集成了一个CAN2.0B 控制器。
C8051F040电路如图2.3所示：
图2.3 C8051F040电路图
下面列出了一些主要特性：
具有片内VDD 监视器、看门狗定时器和时钟振荡器的C8051F040系列器件是真正能独立工作的片上系统。所有模拟和数字外设均可由用户固件使能/禁止和配置。FLASH存储器还具有在系统重新编程能力，可用于非易失性数据存储，并允许现场更新8051 固件。
片内JTAG 调试电路允许使用安装在最终应用系统上的产品MCU 进行非侵入式（不占用片内资源）、全速、在系统调试。该调试系统支持观察和修改存储器和寄存器，支持断点、观察点、单步及运行和停机命令。在使用JTAG 调试时，所有的模拟和数字外设都可全功能运行。
每个MCU 都可在工业温度范围（-45℃到+85℃）工作，工作电压为2.7 ～3.6V。端口I/O、/RST和JTAG 引脚都容许5V 的输入信号电压。C8051F040为100 脚TQFP 封装。
2.2 电源部分
单片机系统电源设计是单片机应用系统设计中的一项重要工作，电源的精度和可靠性等各项指标，直接影响系统性能。在CAN设配器电路设计中，为单片机供电的模拟电源和数字电源集成在一块PCB板上，这意着整个电路的数字部分和模拟部分公用一个地线。而单片机的数字和模拟两部分电路对电源的要求有所不同。
数字部分：以脉冲方式工作，电源功率的脉冲性比较突出，如LED的动态扫描会引起电源脉动。因此，为数字部分供电要考虑有足够的余量，大系统按实际功率消耗的1.5～2倍设计，小系统按2～3倍设计。
模拟部分：对电源的要求不同于数字部分，模拟放大电路和A/D电路对电源电压精度、稳定性和纹波系数要求很高，如果供电电压的纹波较大，回路中存在脉冲干扰，将直接影响放大后信号质量和A/D转换精度。一些模拟电路的偏置电压和基准电压也需要有很高的精度和稳定性。
有些场合需要隔离电源，将信号传输通路完全隔离，以提高系统的安全性和抗干扰性能。例如光电耦合器输入/输出电路的供电，模拟信号隔离放大器输入/输出电路的电源。
模拟信号相比较数字信号对噪声敏感程度要大的多，因为模拟电路的工作依赖连续变化的电流和电压，任何微小的干扰都能影响它的正常工作，而数字电路的工作，依赖在接收端根据预先预定的电压电平或门限对高电平或低电平检测，它相当于判断逻辑状态的“真”或“假”，具有一定的抗干扰能力。因此，在混合信号环境中，数字电路相对于模拟信号而言是一种噪声源。数字电路工作时，稳定的有效电压只有高低电平两种电压。当数字逻辑输出由高电压变为低电压，该期间的接地管脚就会放电，产生开关电源，这就是电路的开关动作。数字电路的速度越快，其开关时间一般也要求越短，当大量的开关电路同时由逻辑高电平变为逻辑低电平时，由于地线通过电流的能力不够，大量的开关电流就会引起逻辑低电压发生波动，称为地弹。系统电源在给系统提供能源的同时，也会将其寄生的干扰噪声加到了供电电路上。数字电路造成的地弹噪声和电源扰动，如果耦合到模拟电路中，就会影响模拟电路的工作性能。如果模拟和数字部分使用同一个电源，会使数字部分产生高频有害噪声耦合到模拟部分。因此，在模拟电路和数字电路的单片机系统中，需要注意考虑两种电路独立供电。
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