chap2 c8051f单片机的结构与原理

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1、2.1C8051F系列单片机总体结构2.2C8051F020存贮器组织2.3CIP-51指令介绍2.4中断系统2.5端口输入/输出第2章C8051F单片机的结构与原理2.1C8051F系列单片机总体结构2.1.1C8051F系列单片机简介2.1.2CIP-51内核2.1.3C8051F020单片机的片上资源2.1.1C8051F系列单片机简介（１）C8051F系列单片机是集成的混合信号片上系统SOC（Systemonchip）。与MCS-51内核及指令集完全兼容的微控制器、标准8051的数字外设部件、数据采集和控制系统中常用的模拟部件、其它数字外设及功能部件。该产品原来

2、是总部位于美国德克萨斯州的美国Cygnal公司的,这是1999年3月成立的一家新兴的半导体公司,公司专业从事混合信号片上系统单片机的设计与制造，于2003年并入Silicon Laboratories公司。2.1.1C8051F系列单片机简介（２）C8051F系列单片机是真正能独立工作的片上系统（SOC）。CPU有效地管理模拟和数字外设，可以关闭单个或全部外设以节省功耗。FLASH存储器还具有在系统重新编程的能力，即可用作程序存储器又可用作于非易失性数据存储。片内JTAG调试电路允许使用安装在最终应用系统上的产品SCM进行非侵入式（不占用片内资源）、全速、在系统调试。该

3、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。调试环境示意图SiliconLabs提供一个集成开发环境（IDE），包括编辑器、宏汇编器、调试器和编程器。2.1.2CIP-51内核C8051F系列单片机内核采用与MCS-51兼容的CIP-51。标准8051中，除MUL和DIV以外所有指令都需要12或24个系统时钟周期，最大系统时钟频率为12-24MHz。CIP-51内核，70%的指令执行时间为1或2个系统时钟周期，只有4条指令的执行时间大于4个系统时钟周期。执行周期数122/333/444/558指令数265051673121微控制器内核峰

4、值执行速度比较2.1.3C8051F020单片机的片上资源◆高速、流水线结构的8051兼容的CIP-51内核（可达25MIPS）◆全速、非侵入式的在系统调试接口（片内）◆真正12位、100ksps的8通道ADC，带PGA和模拟多路开关◆真正8位500ksps的ADC，带PGA和8通道模拟多路开关◆两个12位DAC，具有可编程数据更新方式◆64K字节可在系统编程的FLASH存储器◆4352（4096+256）字节的片内RAM◆可寻址64K字节地址空间的外部数据存储器接口◆硬件实现的SPI、SMBus/I2C和两个UART串行接口◆5个通用的16位定时器◆具有5个捕捉/比较

5、模块的可编程计数器/定时器阵列◆片内看门狗定时器、VDD监视器和温度传感器C8051F020芯片示意图C8051F020原理框高速微控制器内核数字IO模拟外设2.2C8051F020存贮器组织标准8051存贮器组织（哈佛结构）物理结构上可分为:片内、片外程序存储器（8031和8032没有片内程序存储器）片内、片外数据存储器从功能寻址上可分为:程序存储器、内部数据存储器、特殊功能寄存器、位地址空间和外部数据存储器5大部分2.2C8051F020存贮器组织程序存储器内部数据地址空间外部数据地址空间2.2.1程序存贮器（1）CIP-51有64K字节的程序存储器空间。FLASH

6、存储器，地址0x0000到0xFFFF。存储器中有512字节（0xEE00–0xFFFF）保留给工厂使用，不能用于存储用户程序。C8051F020的FLASH存储器中有一个附加的128字节的扇区，可用于非易失性数据存储。它的地址范围是从0x00到0x7F。为了访问该扇区，PSCTL寄存器中的SFLE位必须被设置为逻辑“1”。2.2.1程序存贮器（2）用MOVC指令读Flash存储器的存储单元，比如查表操作。使用编程工具通过JTAG接口对Flash存储器编程或者使用MOVX指令对存储器编程，编程前设置程序存储写允许位（PSCTL.0）为1。编程前必须对存储器进行擦除操作，

7、将数据位置1，编程操作只能对数据位清0。软件对FLASH的编程过程禁止中断置位LFWE（FLSCL.0），允许擦/写FLASH置位PSEE（PSCTL.1），允许FLASH扇区擦除置位PSWE（PSCTL.0），允许FLASH写用MOVX向待擦扇区的任意地址写任意数据清PSEE，禁止FLASH擦除用MOVX写入数据清PSWE，禁止写开中断2.2.2内部数据存贮器256字节的RAM，地址0x00到0xFF。低128字节用于通用寄存器和临时存储器。寻址方式：直接或间接。0x00－0x1F：4个通用寄存器区，每个区有8个寄存器（R0~R7）。0