C8051F020单片机实验接线表.

一、C8051F020单片机实验接线表(注:黑体部分已调试通过)
3.8 WDT看门狗实验
一、实验目的熟悉汇编语言编程，掌握C8051F020内部WDT的应用。

二、实验内容通过改变延时程序的延时值，使延时值分别小于和大于WDT设置的定时间隔，运行程序，观察P0.0控制的发光二极管L8的变化。

三、实验原理介绍
MCU内部有一个使用系统时钟的可编程看门狗定时器（WDT）。

当看门狗定时器溢出时，WDT将强制CPU进入复位状态。

为了防止复位，必须在溢出发生前由应用软件重新触发WDT。

如果系统出现了软件/硬件错误，使应用软件不能重新触发WDT，则WDT将溢出并产生复位，这样可以防止系统失控。

WDT是一个使用系统时钟的21位定时器。

该定时器检测对其控制寄存器的两次写操作的时间间隔。

如果这个时间间隔超过了编程的极限值，将产生WDT复位。

可以根据需要用软件允许和禁止WDT，或根据需要将其设置为永久性允许状态。

可以通过看门狗定时器控制寄存器（WDTCN）控制看门狗的功能。

(1)允许/复位WDT
看门狗定时器的允许和复位是通过向WDTCN寄存器写入0xA5来实现的。

用户的应用软件应周期性地向WDTCN写入0xA5，以防止看门狗定时器溢出。

每次系统复位都将允许并启动WDT。

(2)禁止WDT
向WDTCN寄存器写入0xDE后再写入 0xAD将禁止WDT。

下面的代码说明禁止WDT的过程：CLR EA ；禁止所有中断
MOV WDTCN，#0DEh ；禁止看门狗定时器
MOV WDTCN，#0ADh
SETB EA ；重新允许中断
必须在4个时钟周期之内写0xDE和写0xAD，否则禁止操作将被忽略。

在这个过程期间应禁止中断，以避免两次写操作之间延时。

（3）锁定WDT
向WDTCN写入0xFF将使禁止功能无效。

WDT一旦被锁定，在下一次复位之前禁止操作将被忽略，写0xFF并不允许或复位看门狗定时器。

如果应用程序想一直使用看门狗，则应在初始化代码中向WDTCN写入0Xff.
(4)设置WDT定时间隔
WDTCN.[2~0]控制看门狗的超时间隔。

超时间隔由下式给出：
T WDT=43+WDTCN[2~0]×T SYSCLK
其中TSYSCLK为系统时钟周期。

对于2MHz的系统时钟，超时间隔的范围是0.032~524ms。

在设置超时间隔是时，WDTCN.7必须为0。

读WDTCN将返回超时间隔的编程值。

在系统复位后，WDTCN.[2~0]为111b.
四、实验程序框图
五、实验步骤
通过调整程序中的延时值（调整RO寄存器值），来判断是否使用WDT复位功能。

A：本程序中，当R0取值小于4F时，程序总的执行小于WDT定时器值，程序不会进入WDT复位，程序正常执行，由P0.0控制发光二极管L8闪烁。

B：当R0取值大于5F时，程序总的执行大于WDT定时器值，程序总是进入WDT复位，p0.0总是保持
在低电平状态。

用导线将P0.0与发光二极管L8相连。

注：光盘已经提供源程序，可直接打开项目：路径：“DICE-C8051f实验例程”→“WDT看门狗实验”→项目名“WDT-RESET”→汇编源程序“WDT-RESET.ASM”。

六、程序清单文件名：WDT-RESET·ASM
;程序看门狗（WDT）实验。

;R0值小于4F时，程序中我们取值3F，编译、运行程序，程序总的执行时间小于WDT定时器值，程序正常执行，P0.0控制发光二极管闪烁。

;R0值大于5F时，程序中我们取值6F，编译、运行程序，程序总的执行时间大于WDT定时器值，程序总是进入WDT复位，P0.0总是保持在低电平。

$INCLUDE(C8051F020.INC) ; Register definition file.
ORG 0000H
LJMP START
ORG 00B3H ;End of Interruper Vector space
Start: MOV WDTCN, #07h ;设置WDT定时间隔
MOV XBR0, #00h ;Initial XBR0
MOV XBR1, #00h ;Disable all maps
MOV XBR2, #40h ;Enable the IO_Crossbar
MOV P0MDOUT,#0FFH
MOV OSCXCN, #00h ;Initial OSCXCN
MOV OSCICN, #04h ;Initial OSCICN as 2.0MHz
MOV CPT0CN, #8fh ;Enable comparator0(CPT0) and select P/N hysteresis
CLR P0.0
MOV WDTCN, #0a5h ;Reset WDT
MOV R0, #3fh ;Set data in r0 less than 4fh can avoid reseting LCALL Delay ;and more than 5fh can cause reseting program Wait: SETB P0.0
MOV R0, #3fh ;设置R0小于4FH可以避免进入WDT复位，程序正常工作
LCALL Delay ;如果设置R0大于5FH，则使延时值大于WDT设置的定时间
MOV WDTCN, #0a5h ;隔,使程序不断进入WDT复位状态
LJMP Wait ;Wait here
Delay: MOV R1, #0fh
Delay1: MOV R2, #0ffh
Delay2: DJNZ R2, Delay2
DJNZ R1, Delay1
DJNZ R0, Delay
RET
END
3.9 定时器实验
一、实验目的掌握C8051F020内部定时器/计数器的应用。

二、实验内容本文件是LED灯闪烁实验程序；使用定时器0定时1秒，LED灯每隔1秒亮1秒；使用外部22.1184MHz晶振。

三、实验原理介绍
C8051F020内部有5个计数器/定时器T0，T1，T2，T3和T4。

这些计数器/定时器都是16位，其中T0、T1、T2与标准8051中的计数器/定时器兼容。

T3、T4可用于ADC、SMBus或作为通用定时器使用，T4还可用作C8051F02x中第二串口（UART1）的波特率发生器。

这些计数器/定时器可以用于测量时间间隔，对外部事件计数或产生周期性的中断请求。

定时器0和定时器1几乎完全相同，有4种工作方式。

定时器2增加了一些时器0和定时器1中所没有的功能。

定是器3与定时器2类似，但没有捕捉和波特率发生器方式。

定时器4与定时器2完全相同，可用作UART1的波特率发生器。

下表所列为定时器的工作方式：
本实验中使定时器0工作在方式1（TMOD=0x01）,TIM0定时器时钟为系统时钟的1/12（CKCON=0x00）。

具体寄存器定义请参照教科书。

四、实验程序框图
五、实验步骤
P3.5口接L1发光二极管。

调入程序、装载、运行，观察发光二极管是否每隔1秒亮1次。

注：光盘已经提供源程序，可直接打开项目：路径：“DICE-C8051f实验例程”→“timer_test”→项目名“TIMER”。

3.10 内部时钟选择实验
一、实验目的掌握C8051F020内部系统时钟的使用。

二、实验内容本文件是LED灯闪烁实验程序；根据程序选用芯片内部不同的系统时钟。

三、实验原理介绍
C8051Fxxx MCU有一个内部振荡器和一个外部振荡器驱动电路，每个驱动电路都能产生系统时钟。

MCU在复位后从内部振荡器启动，内部振荡器的启动是瞬间完成的。

内部振荡器可以被允许和禁止，其振荡频率可以通过对内部振荡控制寄存器（OSCICN）编程为2MHZ、4MHZ、8MHZ或者16MHZ。

位7 MSCLKE 时钟丢失检测器允许位
0禁止时钟丢失检测器
1允许时钟丢失检测器；检测到时钟丢失将触发复位
位6~5 未用。

读=00b，写=忽略
位4 IFRDY 内部振荡器频率准备好标志
0内部振荡器频率不是按IFCN位指定的速度运行
1内部振荡器频率按IFCN位指定的速度运行
位3 CLKSL 系统时钟源选择位
0选择内部时钟源作为系统时钟
1选择外部时钟源作为系统时钟
位2 IOSCEN 内部振荡器允许位
0内部振荡器禁止
1外部振荡器禁止
位1~0 IFCN1~0 内部振荡器频率控制位
00 内部振荡器频率控制为2MHZ
01 内部振荡器频率控制为4MHZ
02 内部振荡器频率控制为8MHZ
03 内部振荡器频率控制为16MHZ
四、实验程序框图
五、实验步骤
P3.5接L1发光二极管。

调入程序、装载、运行，观察发光二极管是否闪烁。

修改OSCICN 寄存器的值，可设置系统时钟分别工作在2、4、8、16MHZ，观察发光二极管L1在不同系统时钟下的闪烁速度。

OSCICN=0x87 ; 16MHZ
OSCICN=0x86 ; 8MHZ
OSCICN=0x85 ; 4MHZ
OSCICN=0x84 ; 2MHZ
注：光盘已经提供源程序，可直接打开项目：路径：“DICE-C8051f实验例程”→“内部时钟选择实验”→项目名“SYSCLK”。

3.11 外部时钟选择实验
一、实验目的掌握C8051F020外部系统时钟的使用。

二、实验内容本文件是LED灯闪烁实验程序；选用芯片外部晶振作为系统时钟
三、实验原理介绍
外部振荡器需要有外部振荡源连接到XTAL1/XTAL2引脚才能工作，外部振荡源可以是外部谐振器、并行方式的晶体、电容或RC网络。

通过对OSCXCN寄存器编程来选择振荡源，也可以使用一个外部CMOS时钟接到XTAL1引脚提供系统时钟。

即使在MCU已经切换到内部振荡器时，外部振荡器仍可保持允许状态并运行。

XTAL1和XTAL2引脚的耐压值是3.6V,而不是5V。

位7 XTLVLD 外部晶体振荡器有效标志（只在XOSCMD=11x是有效）0晶体振荡器未用或未稳定
1晶体振荡器正在运行并且工作稳定
位6~4 XOSCMD2~0 外部振荡器方式位
00x 关闭。

XTAL1引脚内部接地
010 系统时钟为来自XTAL1引脚的外部CMOS时钟
011 系统时钟为来自XTAL1引脚的外部CMOS时钟的2分频
10x RC/C振荡器方式2分频
110晶体振荡器方式
111晶体振荡器方式2分频
位3 保留。

读=无定义，写=忽略
位2~0 XFCN2~0 外部振荡器频率控制位
四、实验程序框图
五、实验步骤
P3.5接L1发光二极管。

调入程序、装载、运行，观察发光二极管L1是否每隔1秒亮一次注：光盘已经提供源程序，可直接打开项目：路径：“DICE-C8051f实验例程”→“外部时钟选择实验”→项目名“SYSCLK”。

3.12 PCA（可编程计数器）频率输出
一、实验目的熟悉PCA 的频率输出功能。

二、实验内容此程序利用捕捉/比较模块0 实现PCA 频率输出方式，将捕捉/比较模块0 的
CEX0 配置在P0.0 口，用示波器测量P0.0 的波形，如果正确有不断变化频
率的方波输出。

三、实验原理介绍
C8051F02x单片机内部有一个可编程计数器阵列（PCA）。

PCA提供增强的定时器功能，与标准8051的计数器/定时器相比，它需要较少的CPU干预。

PCA由一个专用的16位计数器/定时器和5个16位捕捉/比较模块组成，每个捕捉/比较模块有自己的I/0线（CEXn）。

当被允许时，I/O线通过交叉开关连到端口I/O（见对端口和交叉开关译码器的介绍）。

计数器/定时器由一个可编程的时基信号驱动，时基信号可以在6个输入源中选择：定时器0溢出、ECI线上的外部时钟信号、系统时钟12分频、系统时钟4分频、系统时钟和外部振荡器时钟8分频。

C8051F02x的PCA有6种工作方式：边沿触发捕捉、软件定时器、高速输出、频率输出、8位脉宽调制器和16位脉宽调制器。

本实验主要介绍频率输出方式：
C8051F02x的PCA有频率输出方式，用该方式可在对应的CEXn引脚产生可编程频率的方波。

捕捉/比较寄存器的高字节保持输出电平改变前要计的PCA时钟数。

所产生的方波的频率由下式定义：
fCEXn=fPCA/(2*PCA0CPOHn)
其中：fPCA是由方式寄存器PCA0MD中的CPS2~0位选择的PCA时钟的频率。

捕捉/比较模块的低字节与PCA0计数器的低字节比较；两者匹配时，CEXn的电平发生改变，高字节中的偏移值被加到PCA0CPLn。

注意：在该方式下，如果允许模块匹配（CCFn）中断，则发生中断的速率为2fCEXn。

通过置位PCA0CPMn寄存器中ECOMn、TOGn和PWMn位来允许频率输出方
式。

四、实验程序框图
五、实验步骤
（1）下载例程并运行，用示波器量测P0.0 的波形观察变化的方波。

（2）在例程里改变PCA 中断服务子程序（void PCA_ISR(void)）中PCA0CPH0 所加的值，看频率变化的幅度比较于上次的是否有所改变。

注：光盘已经提供源程序，可直接打开项目：路径：“DICE-C8051f实验例程”→“PCA频率输出”→项目名“PCA频率输出”。

3.13 PCA（可编程计数器）捕捉功能
一、实验目的熟悉PCA 的边沿触发捕捉功能。

一、实验内容
(1)此程序利用捕捉/比较模块0 实现PCA 边沿触发的捕捉方式，将捕捉/比较模块0 的
CEX0 配置在P0.0 口，且配置成下降沿捕捉。

(2)此例程从p1.6 脚模拟下降延，实验前用跳线将P1.6 与P0.0 短接作为捕捉/比较
模块0 的外部触发沿。

(3)从p1.6 脚模拟出60000 个下降延，每一个下降沿捕捉进入一次PCA 捕捉中断，在
中断服务子程序中用一个变量计数，程序运行结束变量值是否是60000。

三、实验原理介绍
在边沿触发的捕捉方式，CEXn引脚上出现的电平跳变导致PCA捕捉PCA计数器/定时器
的值，并将其装入到对应模块的16位捕捉/比较寄存器（PCA0CPLn和PCA0CPHn）。

PCA0CPMn寄存器中的CAPPn和CAPNn位用于选择触发捕捉的电平变化类型：低电平到高电平（正沿）、高电平到低电平（负沿）或任何变化（正沿或负沿）。

当捕捉发生时，PCA0CN 中的捕捉/比较标志（CCFn）被置为逻辑1，并产生中断请求（如果CCF中断被充许）。

当CPU转向中断服务程序时，CCFn位不能被硬件自动清除，必须用软件清0。

四、实验程序框图
五、实验步骤
（1）用导线将P0.0与P1.6连接起来。

（2）下载例程并运行，60000 个模拟下降沿发出后，计数变量j 的值是否是60000
（3）例程适当修改，用外部的信号源触发捕捉功能，看程序是否正常运行。

注：光盘已经提供源程序，可直接打开项目：路径：“DICE-C8051f实验例程”→“PCA 捕捉功能”→项目名“PCA 捕捉功能”。

3.14 PCA 输出16 位PWM 实验
一、实验目的熟悉PCA 的16 位脉宽调制器方式。

二、实验内容此程序利用捕捉/比较模块0 实现PCA 的16 位脉宽调制器方式，将捕捉/
比较模块0的CEX0 配置在P0.0 口，用示波器量测P0.0 的波形会有PWM
波形输出。

三、实验原理介绍
C8051F02x的PCA有16位脉宽调制方式。

在该方式下，16位捕捉/比较模块定义PWM信号低电平时间的PCA0时钟数。

当PCA0计数器与模块的值匹配时，CEXn的输出被置1；当计数器溢出时，CEXn输出被置1；当计数器溢出时，CEXn输出被置为低电平。

为了输出一个占空比可变的波形，新值的写入应与PCA0CCFn匹配中断同步。

PCA0CPMn寄存器中的ECOMn、PWMn和PWM16n位置1，将被允许16位脉冲宽度调制器方式。

为了输出一个占空比可变的波形，应将CCFn设置为逻辑1以允许匹配中断。

16位PWM方式的占空比由正式给出：
占空比=（65536-PCA0CPn）/65536
由上式可知，最大占空比为100%（PCA0CPn=0），最小占空比为0.0015%（PCA0CPn=0XFFFF）。

可以通过ECOMn位清0产生0%的占空比。

注意：当向PCA0的捕捉/比较寄存器写入一个16位数值时，应先写低字节。

四、实验程序框图
五、实验步骤
（1）下载例程并运行，用示波器量测P0.0 的波形观察PWM 的波形。

（2）在例程里改变PCA 初始化子程序（void PCA_Init (void)）中捕捉模块0 寄存器PCA0CPH0 和PCA0CPL0 的值，看脉宽比较于上次的是否有所改变。

注：光盘已经提供源程序，可直接打开项目：路径：“DICE-C8051f实验例程”→“PCA脉宽调制”→项目名“PCA脉宽调制”。

3.17 电压比较器实验
一、实验目的掌握C8051F020 比较器的使用。

二、实验内容
程序可完成CP1 比较器的比较功能，使用内部电压基准，用基准电压作为比较信号电压,实验开始前将CP1N 用导线接至VREF 脚。

三、实验原理介绍
C8051F02x单片机内部有两个片内比较器,每个比较器都有输入引脚,每个比较器的输出都可以经I/O交叉开关(或端口1 MUX)连到外部引脚,当被分配了封装引脚时,每个比较器输出都可以被编程为工作漏极开路或推挽方式.
每个比较器的回差电压都可以通过对应的比较器控制寄存器(CPT0CN,CPT1CN)用软件编程.用户既可以对回差电压值(这里指输入电压)编程,也可以对门限电压两侧的正向和负向回差对称度编程.比较器的输出可以被软件查询,也可以作为中断源.每个比较器都可以被单独允许或禁止(关断).当被禁止时,比较器的输出(如果已通过交叉开关或端口1 MUX分配到I/O引脚)缺省值为逻辑低电平,它的中断能力被停止,电源电流降到1uA。

比较器的输入可以承受-0.25V~(AV+)+0.25V的外部驱动电压而不至损坏或发生工作错误。

四、实验程序框图
0五、实验步骤
用基准电压作为比较信号基准,CP1-接VREF,用电位器从3.3V分压输出接至CP1+,调节电位器输出电压大、小于VREF看发光二极管L2的变化（CP1+>CP1-时，L2灯亮；CP1+<CP1-时，L2灯熄灭）。

CP1+接AV3，CP1-接AGND时，CP1+>CP1-时，L2灯亮；
CP1+接AGND，CP1-接AV3时，CP1+<CP1-时，L2灯灭；
L2接P2.4；
注：光盘已经提供源程序，可直接打开项目：路径：“DICE-C8051f实验例程”→“电压比较器实验”→项目名“电压比较器实验”。

3.18 外部中断实验
一、实验目的熟悉C8051F020 外部中断6/7 的使用。

二、实验内容
此程序测试C8051F020的中断6、7，可在相应的两个中断中设断点观察，当单脉冲按钮按下之后，进入中断处理时发光二极管也同时闪烁一次。

三、实验原理介绍
CIP-51包含一个扩展的中断系统，支持22个中断源，每个中断源有两个优先级。

中断源在片内外设与外部输入之间的分配随器件的不同而变化。

每个中断源可以在一个SFR中有一个或多个中断标志。

当一个外设或外部源满足有效的中断条件时，相应的中断标志被置为逻辑1。

如果中断被允许，在中断标志被置位时产生中断。

一旦当前指令执行完，CPU产生一个LCALL到预定地址，开始执行中断服务程序（ISR）。

每个ISR必须以RETI指令结束，使程序回到中断前执行的那条指令的下一条指令。

如果中断未被允许，中断标志将被硬件忽略，程序继续正常执行（中断标志置1与否不受中断允许/禁止状态的影响）。

每一个中断源都可以用一个SFR（IE~EIE2）中的相关中断允许位来允许或禁止，但必须先将EA位（IE.7）置1，以保证每个单独的中断允许位有效。

不管每个中断允许位的设置如何，EA位清0将禁止所有中断。

本实验主要介绍C8051F020 外部中断6/7（对应P3.6和P3.7）。

P3.6和P3.7可被配置为边沿触发的中断源。

用IE6CF（P3IF.2）和IE7CF（P3IF.3）位可以将这两个中断源配置为下降沿或上升沿触发。

当检测到宽大P3.6和P3.7有下降沿或上升沿发生时，P3IF寄存器中对应的外部中断标志（IE6或IE7）将被置1。

如果对应的中断被允许，将会产生中断，CPU将转向对应的中断向量地址。

位7 IE7 外部中断7标志位
0 P3.7引脚没有检测到下降沿或上升沿
1当检测到P3.7引脚的下降沿或上升沿时，该标志由硬件置位
位6 IE6 外部中断6标志位
0 P3.7引脚没有检测到下降沿或上升沿
1当检测到P3.7引脚的下降沿或上升沿时，该标志由硬件置位
位5~4 未使用.读=00b,写=忽略
位3 IE7CF 外部中断7边沿配置位
0外部中断7由IE7输入的下降沿触发
1外部中断7由IE7输入的上升沿触发
位2 IE6CF 外部中断6边沿配置位
0外部中断6由IE6输入的下降沿触发
1外部中断6由IE6输入的上升沿触发
位1~0 未使用.读=00b,写=忽略
四、实验程序框图
五、实验步骤
P2.0接L7；P2.1接L8；P3.6接”下降沿脉冲”；P3.7接”下降沿脉冲”.
按下单脉冲按钮,JP7产生一个下降沿脉冲,进入中断后 ,相应发光二极管也同时闪烁一次. 注：光盘已经提供源程序，可直接打开项目：路径：“DICE-C8051f实验例程”→“外部中断实验”→项目名“外部中断实验”。