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。其原理框图4-3所示：
图4-3 C8051F330原理框图
4.2.2 C8051F330系列的开发环境
C8051F330/1器件具有片内Silicon Labs 2线（C2）接口调试电路，支持使用安装在最终应用系统中的产品器件进行非侵入式、全速的在系统调试。
开发套件C8051F330DK具有开发应用代码和对C8051F330/1 MCU进行在系统调试所需要的全部硬件和软件。开发套件中包括开发者工作室软件和调试器、一个集成的8051汇编器和一个RS-232转换到C2的串行适配器。套件中还有一个目标应用板，上面有对应的MCU和一大块样机区域。套件中还包括RS-232和C2电缆及一个墙装电源。开发套件需要一个运行Windows95/98/Me/2000并有一个可用RS-232串口的计算机。如图1.6所示，PC机通过RS-232与串行适配器连接。一条六英寸的扁平电缆将串行适配器和用户的应用板连接起来，使用2个C2引脚和VDD及GND。串行适配器从应用板获取其电源。对于不能从目标板上提取足够电源的应用，可以将套件中提供的电源直接连到串行适配
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器上。
4.3系统的硬件电路设计
4.3.1测量电路的基本原理
根据电涡流测量的基本原理和等效电路，传感器线圈与被测金属间距离的变化可以变换为线圈的品质因素Q、等效阻抗Z和等效电感L这些参数的变化。因此，这里测量电路的任务是把这些参数的变化变换为电压或频率的变化。基本可以用三种类型的测量电路：（1）电桥电路；（2）谐振电路；（3）正反馈电路。这里我们考虑采用基于LC谐振的谐振电路，把输出的电感信号转换成脉冲频率信号。
采用谐振电路传感器电路结构简单，可直接输出脉冲频率信号，它的测量和输出可直接应用于数字技术，易与单片机接口，具有精度高、抗干扰能力强等优点。但是通常认为谐振电路稳定性差，对实验的频率计数带来误差，使实验的测量精度受到一定的影响。在我们设计的电路中，提高频率的稳定性是我们必须要解决的问题。
本文设计的涡流式传感器的测量电路采用谐振电路，首先把制作好的双层线圈作为LC振荡回路的电感，使电感线圈L和电容C组成并联谐振电路。在其谐振回路之中，其振幅频率为f=
。当电路加电时，LC振荡电路产生高频脉冲信号，这里的高频正脉
冲信号近似与方波，当被测物体（如钢板）距离δ发生变化时，传感器线圈阻抗Z随间隙δ的变化而变化，LC回路失谐，输出信号工作频率f随δ而变化。输出的频率信号在通过CD4069反相器变为标准的方波信号,但是这里的方波信号的输出频率一般接近2MHz左右，过高的频率给后续的单片机采样完整性带来了困难，所以我们在采用CD4060分频器进行分频，就可以获得单片机能快速响应的频率，之后通过C8051F330进行频率-距离转换，在频率-距离转换中我们采用对C8051F330进行C语言编程，这里我们在后续的章节介绍。如下图4-4所示：
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δ+Δδ 钢板 L+ΔL双层线圈 C 4.3.2方波产生电路
CD4069 反向器
f+Δf CD4060 分频器 图4-4 测量电路基本原理
频率大概是2MHZ左右，方波的产生电路如图4所示。
图4-5 方波产生电路
高的频率会影响单片机的反应速度，将会对传感器的灵敏度带来一定的影响。在通过
在测量电路中，通过LC振荡回路产生的脉冲信号，经CD4069反相器后得到的方波的
上述电路中产生的2MHZ的方波，此频率作为单片机输入信号不易于控制，因为过
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C8050F330 微处理器 LM358 放大器
CD4060分频后（32分频）可产生大约62.5KHZ的方波，此时的方波信号经过C8051F330的数字I/O端口P0.4输入，C8051F330内部16位的定时/计数器开始计数。
4.3.3信号放大电路
信号放大电路是指用来放大传感器输出的微弱电压、电流或电荷信号的放大电路。在许多场合下，传感器输出的弱信号包含有低频、静电和电磁耦合等干扰信号，且有时是完全同相的共模干扰。虽然运算放大器对接入到差动端的共模信号有较强的抑制能力，但对简单的反相输入或同相输入接法，由于电路结构不对称，抗共模干扰的能力很差，故不能用在精密测量场合。因此，在这里我们使用LM358双运算放大器，对于LM358双运算放大器来说，其内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
经过C8051F330中转换后电流的范围是0-2mA,进入LM358之前通过1K的电阻将其转化电压的变化，其变化的范围是0-5V，这里的LM358双运算放大器采用同相输入，其一级放大倍数的计算公式为:
Auf?1?1.5RF?2.5 4-1 =1?1R1放大后的电压范围为0-5V。其二级的放大器一般看作电压跟随器，其放大倍数的计算公式为：
Auf=u0?1 当RF=0时 4-2 u1它在电路中可以起到阻抗匹配的作用，能够使得后一级的放大电路更好的工作。
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图 4-6 信号放大电路
4.3.4电源部分
在测量系统中，电源部分的设计是整个硬件系统设计中重要的一环，对电源要求一般有以下几点：输出稳定、噪声低、效率高。这里我们选择鸿海科技的JMD20-A开关电源。开关电源是一种电压转换电路，主要的工作内容是升压和降压，其内部的开关三极管总是工作在 “开” 和“关” 的状态，所以叫开关电源。根据激励信号结构分类；可分为脉冲调宽和脉冲调幅两种，脉冲调宽是控制信号的宽度，也就是频率，脉冲调幅控制信号的幅度，两者的作用相同都是使振荡频率维持在某一范围内，达到稳定电压的效果。JMD-A开关电源参数如下表
开关电源
型号 外形尺寸 输入 输出
JMD20-A 80.0×57.5×25.0mm 170-260V V1 5V 2A V2 +12V 0.5A V3 -12V 0.5A
表4-7 JMD-A开关电源的参数
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