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　　1.概述 　　在电气传动领域中，随着自关断器件技术水平的不断提高，脉宽调制技术（简称PWM技术）也日趋成熟。PMW交流变频调速以其高效率、高功率因数、输出波形好、结构简单等优点，在井下风机、水泵、造纸机等设备中得到了广泛的应用。将单片机应用于交流变频调速系统，可有效地避免传统调速方案中的一些缺点，达到了提高控制精度的目的 ，其特点： 　　（1）采用单片机可以使绝大多数控制逻辑通过软件实现，简化了电路。 　　（2）单片机具有更强的逻辑功能，运算速度快，精度高，有大容量的存储单元，可以实现较为复杂的控制。 　　（3）无零点漂移，控制精度高。 　　（4）可以提供人机界面，多机连网工作。 　　根据国内外有关变频调速的最新研究成果及研究动向，参阅大量的文献、资料，本着先进性与成熟性兼顾、标准化、可靠性、连续性、及时性的系统设计原则，设计了如图1所示的系统结构框图。 图1 系统结构框图 图2 整流电路 　　整个电路分为三大部分：主回路、驱动电路以及用单片机控制PWM产生器的控制电路，另外还有过流检测和保护电路，这样使得系统工作更稳定、可靠。 　　2.系统主回路设计 　　2.1整流滤波电路的设计 　　为了给逆变器提供一个稳定的直流电压，需要将电网输入的交流电进行整流。通常整流电路可分为可控整流和不可控整流。可控整流可以使系统的功率因数接近l，并且具有较小的纹波，频率高，可降低较小幅值的滤波电容。但是采用可控整流电路会使得系统成本上升，并且控制电路复杂。 　　目前比较经济可靠的方案，一般都是采用二极管整流，使电网功率因数与逆变输出电压无关而接近于1。在本系统中，我们采用了三相二极管不可控整流，如图2所示，采用它无需控制电路驱动，电路简单、可靠，成本低，缺点就是纹波较大，需采用较大幅值的滤波电容。 　　2.2 三相逆变电路的设计 　　三相交流负载需要三相逆变器，在三相逆变电路中，应用最广的是三相桥式逆变电路 。采用IGBT作为可控元件的电压型三相逆变电路如图3所示，可以看出电路由三个半桥组成。 图3 三相逆变电路 图4 IR2110驱动半桥电路 　　电压型三相逆变桥的基本工作方式与单相逆变桥相同，是 导电方式，即每个桥臂的导电角度为 ，同一相（同一半桥）上下两个臂交替导电，各相开始导电的时间依次相差 。这样，在任一瞬间，将有三个桥臂同时导通。可能是上面一个臂，下面两个臂，也可能是上面两个臂下面一个臂同时导通。因为每次换流都是在同一相上下两个桥臂之间进行的，因此，也被称为纵向换流。用T记为周期，只要注意三相之间互隔T/3（T是周期）就可以了，即B相比A相滞后T /3，C相又比B相滞后T/3。 　　具体的导通顺序如下： 　　第1个T/6:V1,V6,V5导通,V4,V3,V2截至;第2个T/6:Vl,V6,V2导通,V4,V3,V5截至; 　　第3个T/6:V1,V3,V2导通,V4,V6,V5截至;第4个T/6:V4,V3,V2导通,V1,V6,V5截至; 　　第5个T/6：V4,V3,V5导通,V1,V6,V2截至;第6个T/6:V4,V6,V5导通,V1,V3,V2截至。 　　3 驱动电路及系统保护电路的设计 　　3.1 驱动电路的设计 　　作为功率开关器件，IGBT的工作状态直接关系到整机的性能，所以选择或设计合理的驱动电路显得尤为重要。采用一个性能良好的驱动电路，可使IGBT工作在比较理想的开关状态，缩短开关时间，减小开关损耗，对提高整个装置的运行效率，可靠性和安全性都有重要的意义。 　　驱动电路必须具备两个功能：一是实现控制电路与被驱动IGBT栅极的电隔离;二是提供合适的栅极驱动脉冲 。 　　对驱动电路的要求，可归纳如下： 　　1）IGBT和MOSFET都是电压驱动，都具有一个2.5～5V值电压，有一个容性输入阻抗，因此IGBT对栅极电荷非常敏感，故驱动电路必须很可靠，要保证有一条低阻抗值的放电回路，即驱动电路与IGBT的连线要尽量短。 　　2）用内阻小的驱动源对栅极电容充放电，以保证栅极控制电压Uge,有足够陡的前后沿，使IGBT的开关损耗尽量小。另外，IGBT开通后，栅极驱动源应能提供足够的功率，使IGBT不退出饱和而损坏。 　　3）驱动电路要能传递几十kHz的脉冲信号。 　　4）在大电感负载下，IGBT的开关时间不能太短，以限制出di/dt形成的尖峰电压，确保IGBT的安全。 　　5）IGBT的栅极驱动电路应尽可能简单实用，最好自身带有对IGBT的保护功能，有较强的抗干扰能力。 　　本文采用美国IR公司推出的IR21lO集成驱动器来驱动IGBT，它兼有体积小，速度快，电路简单的优点，是中小功率变换装置中驱动器件的首选品种。 　　驱动芯片IR2110用于驱动半桥电路如图4所示。 　　3.2 电流检测及过流保护电路 　　当流过IGBT的电流过流，一旦超出安全区，IGBT将永久损坏，因此系统要设置电流过流保护电路，系统在变频器的直流部分串电流互感器将电流转换为电压信号再通过比较器比较，将过流信号检测出来后，送到SA828l的脉冲封锁端（电平信号），那么SA828l就会停止输出PWM脉冲，以保护 IGBT。IGBT的过电流保护电路如图5所示。 图5 IGBT的电流保护电路 　　其中运放C814组成电压跟随器，其输入来自电流互感器的输出。两个电压比较器C271组成窗口电压比较器，比较器的输出经施密特反相器连接到与门的输入端。当IGBT没有过电流时，C814的输入电压比较低，窗口电压比较器输出高电平，因此EN信号为高电平，使IGBT驱动信号有效;反之，当 IGBT过电流时，EN信号变为低电平，封锁了IGBT驱动信号而使IGBT关断，调节电位器RP，可以改变过流阀值的大小。 　　过压保护电路的原理与电流保护电路类似，另外在主电路上应配装一个10A的快速熔断保险，当电路发生严重过流时，快速熔断保险烧断切断电网电源，尽可能的保证主电路的安全。 　　4.控制电路软硬件设计 　　三相SPWM发生器是控制电路的核心部分。在本设计中，我们选用了AT89C51单片机控制英国MITEL公司的专用集成芯片SA8281作为 SPWM波形发生器，该芯片与微处理器接口方便，几乎不用加任何的逻辑电路即可构成完整的SPWM控制电路，结构紧凑，提高了系统的集成度和可靠性，利于降低成本。 　　4.1 SA8281的功能介绍 　　SA8281芯片是MITEL公司设计的专门为交流电机的调速控制，UPS电源以及其他需要脉宽调制作为一种有效电源控制的电力电子器件 。引脚如图6所示： 图6 SA8281的引脚排列 图7 单片机与SA8281连接图 　　它可用于三相PWM波形产生的可编程微机外围接口芯片，使用一组标准的MOTEL总线，适用于英特尔和摩托罗拉二种总线接口，接口通用性好，编程和操作简单，方便，快捷。 　　SA8281采用常用的对称的双边缘采样法产生全数字化PWM波形，无时漂，无温漂，具有很高的精度和温度稳定性。 　　有6个标准的TTL电平输出，用来驱动逆变器的6个功率开关器件。 　　工作频率范围宽，精度高，三角载波频率可调。 　　工作方式灵活，在电路不变的情况下，直接通过软件设定载波频率、调制频率、调制比、最小脉宽、死区时间等工作参数就可改变逆变器的性能指标，驱动不同负载或工作于不同工况。可通过改变输出SPWM脉冲的相序实现电机的正反转，通过调制达到输出频率为OHz而给电机绕组通一直流电，实现电机的“直流插入制动”。 　　独立闭锁端可瞬时闭锁输出SPWM脉冲，可处理电机突发情况的发生。 　　波形存储在内部ROM中，可以选择可删除的最小脉宽和死区时间。 　 　4.2 控制硬件电路的实现 　　控制电路部分采用的单片机为ATMEL公司推出的AT89C51，它采用CMOS结构，耗能低，抗干扰能力强，与MCS一5l系列完全兼容，且功能比一般的51系列芯片要强大许多。其内部含有128字节的RAM和4K字节的EPROM完全满足系统需要，不用外加RAM或EPROM存放数据或程序，但需要设定和保存的参数则存放在一片EEPROM中 。 　　正弦波发生器的原理图如图7所示，它以SA828l作为三相正弦波的发生芯片，单片机AT89C51作为SA8281的控制芯片。SA828l 将大部分外围电路都集成在芯片内部，可以看出SA8281与微处理器接口简单，控制电路非常简单，结构紧凑，这样做从另一方面来讲对芯片工作的稳定性有很大帮助，提高了可靠性。 　　从整个电路来说，实现对SA828l的控制是通过按键输入相应的信息。本电路的设计要对SA8281输入初始化参数和控制参数，所以用到了三个按键0#键、1#键和2#键。在主程序中判断键号用的是查询式,0#键按下转入初始化子程序：l#键按下转入加速子程序：2#键按下转入减速子程序。 　　AT89C51是地址与数据总线复用类的单片机，为了隔离潜在的噪音干扰，设置输出断开引脚SETTRIP在通常情况下接地，同时设置了开关，便于在紧急情况下迅速关断所有PWM输出;为使PWM输出处于有效状态，输出关断引脚 接高电平 。外部时钟CLK引脚接独立的12M有源晶振为 SA8281芯片提供一时钟基准用于控制与PWM有关的各时序。   　　4.3控制电路软件设计 　　对SA8281芯片的控制是通过微处理器接口将相应的参数送入芯片内部两24位的寄存器R4、R3来实现的，它们是初始化寄存器和控制寄存器。数据先被读入一系列临时寄存器R0～R2中，然后通过一条虚拟的写操作将数据传送至相应的R4，R3寄存器。 　　初始化寄存器用于设定和电机及逆变器有关的一些基本参数。在正常情况下，这些参数在电机工作前就被初始化（例.在PWM输出允许前），并且在电机工作时一般不允许改变。 　　控制寄存器在工作过程中控制输出脉宽调制波的状态，从而进一步控制电机的运行，比如转速、正/反转、启动和停止等。通常在电机工作时该寄存器内容经常被改写以实现对电机的实时控制。程序流程图下面分别进行说明： 　　4.3.1主程序 　　主程序判断键号用的是查询式： 　　O#键按下转入初始化子程序;1#键按下转入加速子程序;2#键按下转入减速子程序。 　　另外为了防止误操作增加了延时去抖动的再次判断键号环节。主程序流程图如图8所示： 图8 主程序流程图 图9 SA8281初始化子程序流程图 　　4.3.2初始化子程序 　　在初始化子程序要设定的是与电机和变频器有关的基本参数，包括载波频率的设定、调制波频率范围设定、脉冲延迟时间设定、最小删除脉宽的设定、调制波形选择、幅值控制设定等。 　　初始化寄存器的数据先以8位格式存入临时寄存器R0，R1和R2中，然后通过虚拟写操作R4再被存入初始化寄存器。 　　通常情况下，这些参数在电机工作过程中不要改变。 　　SA8281初始化子程序流程如图9所示： 　　4.3.3 调速子程序 　　调速子程序包括加速子程序和减速子程序，本文只介绍加速子程序，减速子程序类似于加速子程序。 　　加速子程序流程图如图9所示，控制参数包括调制波频率控制字和调制波幅值控制字，它们要通过计算求得，方法：首先根据电机的U/F曲线得到调制波的频率与幅值，然后通过公式计算出相应的控制字并制成表格，本文的程序设计中利用查表法实现两种控制参数的传送。调制波频率与幅值对比如表1所示。加速子程序流程图如图10所示： 表1 调制波频率与幅值对比表 图10 加速子程序流程图 　　5 总结 　　本文中，设计变频调速控制系统时，控制芯片采用单片机AT89C51，采用SA8281作为正弦波发生器，用IR2110芯片来驱动，另外考虑到系统的稳定性，设计了系统的保护电路，这样整个系统有成本低廉，功能齐全的特点，并具有较大的实用价值。目前，我国的变频调速市场逐渐增长，需求量日益广泛。因而，对于变频调速控制系统的研究具有重要的学术意义和应用价值。

　　 0 引 言 　　随着我国经济高速发展，人民生活水平日益提高，能源和资源变得日益紧张，电力短缺已成为制约国民经济发展的突出矛盾。目前我国照明消耗的电能约占电力生产总量的10％～20％，而城市公共照明则在照明耗电中占30％，并且近几年随着让城市亮起来的口号的提出，全国路灯的数量仍在迅猛地增长。公共路灯节能的口号便由此而提出。通常的节能途径有两个：一个是采用节能光源；二是采用合理的控制线路。本文在使用节能光源的情况下采用合理的控制线路来实现路灯节能。在供电系统中，为避免送电过程中的线路损耗和用电高峰时造成末端电压过低，供电部门均采用较高电压进行传输。因此路灯承受电压多高于灯具的额定电压。然而据调查我国小型城市晚上21：00后，大中城市00：00以后道路上几乎空无一人。从而造成了“人少车稀灯更亮”的不合理情况。为了避免这种情况，大多数城市和地区均采用了发达国家早已淘汰了的隔盏关灯的原始路灯控制方法。这种方法不仅导致路面照度分布不均，而且会减少路灯使用寿命。本文采用“全年分三季，一季分时段”的分时控制思想实现节能的目的。在不同的时段投入不同的供电电压运行，在保证路灯正常照明的前提下，兼顾到了用电低谷期节能的效果。同时利用电力载波技术实现对路灯运行状况的实时监控。 　　 1 系统硬件电路的设计 　　1．1 智能路灯控制系统 　　该智能路灯节能系统主要由电量检测电路、实时时钟、自耦变压器电路、显示电路及载波通信等电路组成。将一年大致分为三个季节段来对路灯进行控制，使其在不同的季节有不同的开关灯时间。而从开灯到关灯根据当地交通又可大致分为三个阶段(高峰、正常、低谷)来对路灯进行控制。从实时时钟芯片中将当前的路灯工作状况进行相应的归类，由单片机输出控制接触器的线圈的断合，而其触点的输出分别控制自耦变压器的三个触头，对应着四个档位，每个档位对应着相应的路灯电压。由于电力传输中有谐波干扰造成电力不稳，要时刻检测路灯的电量，以电量芯片ATT7028检测出电流或者电压过高或者过低，将得到的信息传给AT89C51单片机，单片机同时与铁电存储器的信息相比较，如果发现电流或者电压过高或者过低，单片机马上做出调整，适当地降低或者升高电压，以实现对路灯过载、过压等各种功能进行控制，用电力载波通信技术将现场情况传送至监控室。原理框图如图1所示。 　　 1．2 电量检测电路的设计 　　电量采集模块主要完成路灯电流和电压的数据采集。将采集到的信号转换为ADC电路可采集处理的模拟信号，通过电量芯片转换为数字信号送到单片机中，检测电压和电流是否超载，依据此来控制电路负载的电压。设计中采用三相电能专用计量芯片ATT7028A，适用于三相三线和三相四线应用，能够测量各相以及合相的有功功率、有功能量，同时还能测量各相电流、电压有效值、功率因数、相角、频率等参数，充分满足三相复功率多功能电能表的需求。同时将电量信号存入到铁电存储器AT24C24里，该存储器数据不易丢失，以便有功电能历史记录的查询。ATT7028A提供一个SPI接口，方便与外部单片机之间进行计量参数以及校表参数的传递。设计中应用ATT7028A测量电流和电压有效值，采用软件校表，通过SPI接口与外部单片机之间进行计量参数的传递，以此来检测路灯电压电流的有效值。另外对检测到的过载、过压等故障进行报警。 　　 1．3 路灯控制电路 　　路灯控制电路由译码电路、开关电路与变压器控制电路组成。为了使路灯分时控制取得优良的节能效果，除了要根据时间段来开启不同档位电压外，还需要实际考虑到电网电压在不同时段的电压波动情况。故将单片机检测到的电量信号与处理的实时时钟芯片DS1302信号作为74LS155二-四译码器译码地址输入端，译码器的四个端输出经三极管放大后分别驱动四个接触器的线圈，而其四个触点分别对应自藕变压器的三个触头，亦即路灯四种档：全压(220 V)、高峰期档(额定电压的93%)、正常期档(额定电压的88%)、低峰期档(额定电压的83％)。从而达到既兼顾路灯亮度又达到节能的效果。KM4接在母线上还能关闭路灯，原理如图2所示。 　　 1．4 电力载波通信 　　为了实现控制室能够方便及时了解现场路灯运行情况，采用电力线载波通信技术将现场路灯检测运行的状况传送至控制室。以LM1893集成芯片实现电力载波通信，LM1893是美国国家半导体公司生产的FSK制式的调制解调芯片。能够实现可靠的串行数据的半双工电力线通信，具有发送和接收数据两种工作模式，能够与51单片机相兼容。LM1893调制解调数据输入端DATAIN与AT89C51单片机的串行输出口TXD相连，输出端DATAOUT与AT89C51的串行输入口RXD相连。LM1893的TX／RX发送接收控制端由单片机的P1．O端控制，高电平为发送状态，低电平为接收状态。路灯控制器接收到外部数据信息后，先要对所收数据的报文头和地址进行判断。当报文头正确，地址为本机地址时，它才执行相应的灯控命令，执行完后进入发送状态。 　　 2 软件设计 　　软件主要完成：根据比较所得的结果控制硬件切换档位以达到路灯定时工作的要求；检测实时电网电压以控制是否要改变档位以达到电网实时监控的目的；最后则是配合主控室完成多机通信。整个智能路灯节能控制系统被分为了分时分段模块(主要通过时钟芯片DS1302和铁电存储芯片AT24C02配合完成)、电压监控调档模块(由电工参数测量芯片ATT7028加以软件判断来实现)、远程通信模块(由LM1893完成)以及实时显示模块组成。 　　将一年大致分为三个季节段来对路灯进行控制，每个季节段有着不同的开关灯时间。从开灯到关灯根据当地交通又可大致分为三个阶段来对路灯进行控制，分别为交通高峰期、交通正常期和交通低谷期。这三个阶段加上避免电网电压过低的全压运行档，就构成了全压、高峰、正常、低谷四个工作时间段，根据本地区的实际情况进行划分。系统通过对日历时钟芯片DS1302读出来的当前与铁电存储器芯片AT24C02中存储的开、关灯时间进行比较，在各档开启的时刻就切换至相应档位，在关闭的时段关闭，其余时段进行监控。在交通高峰时段，保证路灯有足够的照明度。于是正常情况下，路灯应投入第1档运行。此时，当电网电压过低(低于208 V)，则路灯应全压运行；如果电网电压过高(高于236 V)，路灯可以跳过第1档，直接投入第2档运行。在交通正常阶段，要兼顾照度和节电效果，正常情况下，路灯应该投入第2档运行。在电网电压低手205 V时，返回第1档运行；在电网电压高于242 V时，则投入第3档运行。在交通低谷阶段，重点考虑节电效果。正常情况下投入第3档运行，只有当电网电压过低(低于195 V)时，路灯才会返回第2档运行。但是由于电网的波动或干扰，可能会出现电压偶尔的不正常，若一旦检测到电压超限就切换档位，很容易造成误操作，从而导致频繁的切换。设计中采用了以下方法来避免档位的频繁切换：当路灯运行于1～2档时刻之间，需使电压维持在208～236 V之间，这里采用COUNT，COUNT_H，COUNT_L三个计数器来监测电压。COUNT从0开始，每分钟加1，加到5，即5 min后清零。COUNT_H从0开始，每min比较当前电压与电压上限值的大小，若超过上限则将COUNT_H加1，在每次COUNT清零之前，若COUNT H值等于5，则认为连续5 min电压超出上限运行，相应地将路灯运行档位切换至低一档运行；若COUNT_H值小于5，则认为是电网的波动，不进行切换。电压下限监测同理。每5 min将三个计数器同时清零。 　　从SPI总线上获取ATT7028检测的电工参数的计量结果，再对检测值进行校表，即可对校表寄存器赋值来进行软件校表。 　　显示模块主要是在控制室内显示当前时间及检测到的路灯的运行情况。 　　主程序与各个子模块之间采用定时中断联系，每隔1 min中断一次，在每次中断时均要完成四大任务，即读出实时时间发送至主控室，决定是否换档，根据电网波动实际情况控制决定是否改变档位，以及将原边电网电压根据实际情况发送至监控室。软件流程图如图3所示。 　　 3 节能效果分析 　　以1 kw路灯为例，设当路灯电压为205 V时，单位时间耗电量为0．87 kWh；当路灯电压为193 V时，耗电为O.77 kWh；在满足行人车辆运行需要的情况下，适当降低路灯的端电压，可节能20％左右。在深夜行人稀少时，可将路灯的端电压降至170～180 V，路灯1 h内耗电O.55 kWh左右，除去其他损耗，可节约电能近40 %。 　　 4 结 语 　　该智能路灯节能装置采用分时换挡方法，在保证照明的情况下兼顾到了用电低谷期节能效果。实验表明该智能路灯节能控制系统可明显地提高路灯的用电效率，延长路灯使用寿命。在节约能源、电力资源合理利用的今天，该装置有着十分广阔的社会和商业前景。

-- 行业背景 8051 系列单片机 ： 该系列微处理器基于简化的嵌入式控制系统结构，被广泛应用于从军事到自动控制再到PC 机上的键盘上的各种应用系统上，仅次于Motorola 68HC11 在8 位微控制器市场上的销量。很多制造商都可提供8051 系列单片机。像Intel Philips Siemens等这些制造商给51 系列单片机加入了大量的性能和外部功能像I2C 总线接口模拟量到数字量的转换看门狗PWM输出等不少芯片的工作频率达到40M， 工作电压下降到1.5V 。基于一个内核的这些功能使得8051单片机很适合作为厂家产品的基本构架它能够运行各种程序而且开发者只需要学习这一个平台。 -- 芯片参数简介 AT89C2051 ： 它是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用 ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片 中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且 价廉的方案。 iMCU W7100A: 它是韩国WIZnet公司最新推出的一款集成了标准8051的单核芯片。与其他WIZnet芯片产品不同的是，它的推出 不仅是为了实现硬件的TCP/IP协议，而且能够替代传统8051系列8位机的工业控制功能。内置的TCP/IP核是一个受市场长期认可的TCP/IP协 议栈，集成了以太网的MAC和PHY，而且还支持TCP, UDP, IPv4, ICMP, ARP, IGMP, PPPoE。由于64KB SRAM，最高可达16M的外部存储，高性能的8051核以及硬件化的TCP/IP使它在串口转以太网，远程HTTP server等工控领域颇受青睐！ --W7100A 与AT89C51核心技术参数的详细比较 ：   -- 特别补充 之外扩存储能力比较 ： 大家都知道，传统8051单片机在外扩存储时,是将P0作为低八位地址线并用地址锁存功能与八位数据线复用,P2作为高八位地址线,这时地址线共16位,故而最大的寻址范围只能是64K,而内嵌了8051的W7100A可以达到16M的外扩能力。 具体实现方法如下： 外部地址和数据引脚有两种进入方法： 一是用锁存功能像8051一样的标准模式；二是不用锁存功能的直接方法。 标准8051接口 （因为这种方法必须使P0进行地址和数据线的复用，所以必须用地址锁存控制）： 1. 当EM =001,P0复用，P2作为高八位地址线，P1，P3作为GPIOs，此时存储外扩能力是64K。具体框图如下图1：   2. 当EM =011时，P0复用，P2作为次高位，P3作为高位，此时的地址总线达到24位，P1作为GPIOs,此时外扩存储能力达到16M。具体框图如下图2： 直接接口（ 这种方法P0不用进行地址和数据的复用，因此不用latch锁存地址）： 1. 当EM =101时,P0作为数据线,P1和P2作为地址线，P3作为GPIOs，此时的外扩存储能力为64K。 具体框图如下图3： 2. 当EM =111时，P0作为数据线，P1，P2,和P3一起作为地址线，地址线成为24位，外扩能力成为16M。其中EM 是位于WCONF这个SFR中的，具体如下：  7    6     5     4     3        2      1   0   Reset RB ISPEN EM2 EM1 EM0 Reserved FB BE 0x00 具体框图如下图4：   通过我们的介绍，大家肯定对WIZnet公司W7100A更有信心了！ 以下是我们W7100A 数据手册的下载地址： http://www.wiznettechnology.cn/admin_Root/UpLoad_Files/ReferenceFiles/Internet_Embedded_MCU_W7100A_数据手册_v1.1.4_cn.pdf   欢迎大家留言评论～～

--行业背景 8051系列单片机 ： 该系列微处理器基于简化的嵌入式控制系统结构，被广泛应用于从军事到自动控制再到PC 机上的键盘上的各种应用系统上，仅次于Motorola 68HC11 在8 位微控制器市场上的销量。很多制造商都可提供8051 系列单片机。像Intel Philips Siemens等这些制造商给51 系列单片机加入了大量的性能和外部功能像I2C 总线接口模拟量到数字量的转换看门狗PWM输出等不少芯片的工作频率达到40M， 工作电压下降到1.5V 。基于一个内核的这些功能使得8051单片机很适合作为厂家产品的基本构架它能够运行各种程序而且开发者只需要学习这一个平台。 --芯片参数简介 AT89C2051： 它是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用 ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片 中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且 价廉的方案。 iMCU W7100A: 它是韩国WIZnet公司最新推出的一款集成了标准8051的单核芯片。与其他WIZnet芯片产品不同的是，它的推出 不仅是为了实现硬件的TCP/IP协议，而且能够替代传统8051系列8位机的工业控制功能。内置的TCP/IP核是一个受市场长期认可的TCP/IP协 议栈，集成了以太网的MAC和PHY，而且还支持TCP, UDP, IPv4, ICMP, ARP, IGMP, PPPoE。由于64KB SRAM，最高可达16M的外部存储，高性能的8051核以及硬件化的TCP/IP使它在串口转以太网，远程HTTP server等工控领域颇受青睐！ --W7100A与AT89C51核心技术参数的详细比较 ：   核心技术 AT89C51 W7100A 芯片内核 8051 8051+W5100（WIZnet芯片） 工作频率 11.0592MHz 88.4736MHz（锁相环PLL倍频） 机器周期 12个时钟周期 4个时钟周期（参考NOP等指令） 定时器/计数器 2（16bit） 3(16bit) 掉电模式/空闲模式 支持 支持 I/O口 4(8位) 4（8位） 全双工通信 1个全双工UART 1个全双工UART 扩展外部存储器 64K(P0复用+P2) 16M(P1+P2+P3) 内部程序存储器 4K(FLASH) 64K（FLASH） 内部数据存储器 128B(RAM) 256B(FLASH) Boot Code Memory 不支持 2K(ROM) Data Memory 不支持 64K(SRAM) 网络通讯 不支持 8个独立SOCKET 内部TCP/IP缓存 不支持 32KB TX/RX DPRAM 流水线结构                不支持 支持（比传统8051快4~5倍） 存储锁定               不支持 支持（配合WizISP Program） 混合TCP/IP协议栈模式 不支持 软件TCP/IP,硬件TCP/IP 硬件TCP/IP协议栈模式 不支持 TCP,UDP,ICMP,IGMP,IPV4,ARP,PPPoE 内嵌PHY/MAC 不支持                        支持10M/100M 自动MDI/MDIX 不支持                       支持自动极性变换 支持ADSL连接 不支持                    支持PPPoE(带PAP/CHAP验证) 中断控制 INT0 INT1 T0 T1 UART   INT0~INT3 INT5(TCP/IP) Watchdog T0 T1 T2 UART 外部存储器接口 标准8051接口 1.标准8051接口 2.直接访问接口 --特别补充 之 外扩存储能力比较 ： 大家都知道，传统8051单片机在外扩存储时,是将P0作为低八位地址线并用地址锁存功能与八位数据线复用,P2作为高八位地址线,这时地址线共16位,故而最大的寻址范围只能是64K,而内嵌了8051的W7100A可以达到16M的外扩能力。 具体实现方法如下：   Mode     EM          P0                P1         P2          P3 Standaed1   001 Addr /Data    GPIO Addr GPIO Standard2   011 Addr /Data    GPIO Addr Addr Direct1   101 Data Addr Addr GPIO Direct2   111 Data Addr Addr Addr 外部地址和数据引脚有两种进入方法： 一是用锁存功能像8051一样的标准模式；二是不用锁存功能的直接方法。 标准8051接口 （因为这种方法必须使P0进行地址和数据线的复用，所以必须用地址锁存控制）： 1. 当EM =001,P0复用，P2作为高八位地址线，P1，P3作为GPIOs，此时存储外扩能力是64K。具体框图如下图1： 2. 当EM =011时，P0复用，P2作为次高位，P3作为高位，此时的地址总线达到24位，P1作为GPIOs,此时外扩存储能力达到16M。具体框图如下图2： 直接接口（ 这种方法P0不用进行地址和数据的复用，因此不用latch锁存地址）： 1. 当EM =101时,P0作为数据线,P1和P2作为地址线，P3作为GPIOs，此时的外扩存储能力为64K。 具体框图如下图3： 2. 当EM =111时，P0作为数据线，P1，P2,和P3一起作为地址线，地址线成为24位，外扩能力成为16M。其中EM 是位于WCONF这个SFR中的，具体如下：  7    6     5     4     3        2      1   0   Reset RB ISPEN EM2 EM1 EM0 Reserved FB BE 0x00 具体框图如下图4：   通过我们的介绍，大家肯定对WIZnet公司W7100A更有信心了！ 以下是我们W7100A 数据手册的下载地址： http://www.wiznettechnology.cn/admin_Root/UpLoad_Files/ReferenceFiles/Internet_Embedded_MCU_W7100A_数据手册_v1.1.4_cn.pdf 欢迎大家留言评论～～