C8051F020单片机说明
单片机C8051F020简介及其在仪器和仪表中的应用
单片机C8051F020简介及其在仪器和仪表中的应用
1引言
当前,随着科学技术及工农业生产水平的不断提高,对相应的仪器仪表也
提出越来越高的要求,因此,仪器仪表需扩展大量的外围功能部件来满足仪器仪
表复杂性、高性能及智能化的要求。
这种方法虽然满足了仪器的复杂性要求,但随之而来的问题是由于系统扩展的过于复杂而造成系统可靠性降低,故障率增加,查找故障困难,从而失去了智能化仪器仪表的优势,如果能够将功能复杂的众多外围功能部件全部或大部分集成到系统所使用的单片机内部,则可大大提高仪器仪表系统的可靠性,同时又使
系统的成本得以降低,还可利用单片机片内资源在不增加硬件成本的情况下增强仪器的性能,因而该方案是提高仪器仪表可靠性及性能的行之有效的方法,而美
国Cygnal公司的C8051F020单片机便是1款可满足复杂高性能仪器仪表要求的单片机。
C8051F020单片机是集成在1块芯片上的混合信号系统级单片机,具有与MCS?51内核及指令完全兼容的微控制器。
除了具有标准8051机的数字外设部件外,片内还集成了数据采集与控制系统中常用的模拟部件和其它数字外设及功能部件,主要包括模拟多路选择器、可编程增益放大器、ADC、DAC、电压
比较器、电压基准、温度传感器、SMBus/I2C、UART、SPI、可编程计数器/ 定时器阵列、定时器、I/O端口、电源监视器、看门狗定时器和时钟振荡器等, 且该单片机内部具有JTAG和调试电路,通过JATG接口可以使用安装在最终应用系统产品上的单片机进行非侵入、全速及在系统调试。
2功能与特点
（1）25MIPS高速流水线式与8051机完全兼容的CIP-51内核。
C8051F020单片机初始化程序和编译步骤
C8051F020单片机初始化程序和编译步骤2011-02-15 12:20:06| 分类：默认分类| 标签：|字号大中小订阅C8051F020编程步骤一、编程步骤：1、看门狗设置2、系统初始化3、端口初始化4、对应功能初始化（如：串口，定时器，I2C，SPI，PCA，DAC/ADC，中断等等）5、功能函数或中断函数（如需要）6、包含的头文件7、项目说明二、对应功能初始化要点：1、Uart:(1)串口工作模式由SCON设定（2）定时器工作方式设定TMOD （3）波特率TH 载入值设定（4）启动TR1 （5）时钟基准CKCON （6）波特率加倍设定PCON（7)开中断使能TI2、Time:(1)工作方式设定TMOD （2）定时器时钟基准CKCON （3）启动/停止TCON设定TRn3、Interrupt:(1)中断允许IE （2）触发方式设定（上下沿，电平）（3）对应控制位允许设定,如ES串口允许C8051F020单片机初始化程序; $INCLUDE (C8051F020.inc) /C8051F020单片机功能强大，初始化也比较繁杂，为了便于初始化各功能模块，我们编了此程序可看着“说明”初始化。
ORG SYS_INIT;※▲◆●◎★☆△;◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆;■-- <1> --电源管理; PCON ; POWER CONTROL;■-- <2> --系统时钟和振荡器; OSCXCN ; EXTERNAL OSCILLA TOR CONTROL; OSCICN ; INTERNAL OSCILLA TOR CONTROL;■-- <3> --复位及看门狗管理; RSTSRC ; RESET SOURCE; WDTCN ; W A TCHDOG TIMER CONTROL;■-- <4> --FLASH存储器编程和安全管理; FLSCL ; FLASH MEMORY TIMING PRESCALER; PSCTL ; PROGRAM STORE R/W CONTROL; FLACL ; FLASH ACESS LIMIT;■-- <5> --中断控制; IE ; INTERRUPT ENABLE; EIE1 ; EXTERNAL INTERRUPT ENABLE 1; EIE2 ; EXTERNAL INTERRUPT ENABLE 2; IP ; INTERRUPT PRIORITY; EIP1 ; EXTERNAL INTERRUPT PRIORITY REGISTER 1; EIP2 ; EXTERNAL INTERRUPT PRIORITY REGISTER 2; P3IF ; PORT 3 EXTERNAL INTERRUPT FLAGS;■-- <6> --端口IO初始化及交叉开关设置; XBR0 ; DIGITAL CROSSBAR CONFIGURA TION REGISTER 0; XBR1 ; DIGITAL CROSSBAR CONFIGURA TION REGISTER 1; XBR2 ; DIGITAL CROSSBAR CONFIGURA TION REGISTER 2; P0MDOUT ; PORT 0 OUTPUT MODE CONFIGURA TION; P1MDOUT ; PORT 1 OUTPUT MODE CONFIGURA TION; P2MDOUT ; PORT 2 OUTPUT MODE CONFIGURA TION; P3MDOUT ; PORT 3 OUTPUT MODE CONFIGURA TION; P74OUT ; PORTS 4 - 7 OUTPUT MODE;■-- <7> --外部RAM和片内XRAM; EMI0CN ; EXTERNAL MEMORY INTERFACE CONTROL; EMI0CF ; EXTERNAL MEMORY INTERFACE (EMIF) CONFIGURA TION ; EMI0TC ; EXTERNAL MEMORY;■-- <8> --定时器设置; TMOD ; TIMER MODE; TCON ; TIMER CONTROL; T2CON ; TIMER 2 CONTROL; T4CON ; TIMER 4 CONTROL; TMR3CN ; TIMER 3 CONTROL; TMR3RLL ; TIMER 3 RELOAD REGISTER - LOW BYTE; TMR3RLH ; TIMER 3 RELOAD REGISTER - HIGH BYTE; TMR3L ; TIMER 3 - LOW BYTE; TMR3H ; TIMER 3 - HIGH BYTE;■-- <9> --串行通讯; SCON0 ; SERIAL PORT 0 CONTROL; SCON1 ; SERIAL PORT 1 CONTROL; SBUF1 ; SERAIL PORT 1 DA TA; SADDR1 ; SERAIL PORT 1; PCON ; POWER CONTROL; RCAP2L ; TIMER 2 CAPTURE REGISTER - LOW BYTE; RCAP2H ; TIMER 2 CAPTURE REGISTER - HIGH BYTE; RCAP4L ; TIMER 4 CAPTURE REGISTER - LOW BYTE; RCAP4H ; TIMER 4 CAPTURE REGISTER - HIGH BYTE; SADDR0 ; SERIAL PORT 0 SLA VE ADDRESS;■-- <10> --可编程计数器阵列; PCA0CN ; PCA 0 COUNTER CONTROL; PCA0MD ; PCA 0 COUNTER MODE; PCA0CPM0 ; CONTROL REGISTER FOR PCA 0 MODULE 0; PCA0CPM1 ; CONTROL REGISTER FOR PCA 0 MODULE 1; PCA0CPM2 ; CONTROL REGISTER FOR PCA 0 MODULE 2; PCA0CPM3 ; CONTROL REGISTER FOR PCA 0 MODULE 3; PCA0CPM4 ; CONTROL REGISTER FOR PCA 0 MODULE 4;■-- <11> --SMBus通讯; SMB0CN ; SMBUS 0 CONTROL; SMB0CR ; SMBUS 0 CLOCK RA TE; SMB0STA; SMBUS 0 STA TUS; SMB0DA T ; SMBUS 0 DA TA; SMB0ADR ; SMBUS 0 SLA VE ADDRESS;■-- <12> --SPI总线通讯; SPI0CKR ; SERIAL PERIPHERAL INTERFACE 0 CLOCK RA TE CONTROL ; SPI0DA T ; SERIAL PERIPHERAL INTERFACE 0 DA TA; SPI0CFG ; SERIAL PERIPHERAL INTERFACE 0 CONFIGURA TION; SPI0CN ; SERIAL PERIPHERAL INTERFACE 0 CONTROL;-- <13> --ADC转换; AMX0CF ; ADC 0 MUX CONFIGURA TION; AMX0SL ; ADC 0 MUX CHANNEL SELECTION; ADC0CF ; ADC 0 CONFIGURA TION; ADC0CN ; ADC 0 CONTROL; ADC0L ; ADC 0 DA TA - LOW BYTE; ADC0H ; ADC 0 DA TA - HIGH BYTE; ADC1CF ; ADC 1 ANALOG MUX CONFIGURA TION; AMX1SL ; ADC 1 ANALOG MUX CHANNEL SELECT; ADC1CN ; ADC 1 CONTROL; ADC0GTL ; ADC 0 GREA TER-THAN REGISTER - LOW BYTE; ADC0GTH ; ADC 0 GREA TER-THAN REGISTER - HIGH BYTE; ADC0LTL ; ADC 0 LESS-THAN REGISTER - LOW BYTE; ADC0LTH ; ADC 0 LESS-THAN REGISTER - HIGH BYTE; REF0CN ; VOLTAGE REFERENCE 0 CONTROL; ADC1 ; ADC 1 DA TA;■-- <14> --DAC转换; PCA0L ; PCA 0 TIMER - LOW BYTE; PCA0H ; PCA 0 TIMER - HIGH BYTE; DAC0CN ; DAC 0 CONTROL; DAC1L ; DAC 1 REGISTER - LOW BYTE; DAC1H ; DAC 1 REGISTER - HIGH BYTE; DAC1CN ; DAC 1 CONTROL;■-- <15> --比较器设置; CPT0CN ; COMPARA TOR 0 CONTROL; CPT1CN ; COMPARA TOR 1 CONTROL; EMI0TC ; EMIF TIMING CONTROL;■-- <16> --时钟/电压基准设置; CKCON ; CLOCK CONTROL; SADEN1 ; SERIAL PORT 1 SLA VE ADDRESS MASK; SADEN0 ; SERIAL PORT 0 SLA VE ADDRESS MASK; P1MDIN ; PORT 1 INPUT MODE; PSW ; PROGRAM STA TUS WORD; B ; B REGISTER; WDTCN ; W A TCHDOG TIMER CONTROL;◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆;;==================================================================== ; function: Init_CTS 定时器/计数器,中断和串行通讯初始化子程序; input: -----------------; output: -----------------; usage: -----------------;==================================================================== THS0 equ 0a8hTLS0 equ 09ah; THS1 equ 0fah;0feh;0fah;-4800;0f4h; TLS1 equ 0fah;0feh;0fah;-4800;0f4h;; THS2 equ 0ffh;0feh;0fah;-4800;0f4h; TLS2 equ 0b8h;0feh;0fah;-4800;0f4hInit_TCS: ;定时器/计数器,中断和串行通讯初始化子程序;〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓; ◆◆◆8051内部控制寄存器◆◆◆;****************************************************************************** ******;|名称| 代号| 地址|位寻| B7 | B6 | B5 | B4 | B3 | B2 | B1 | B0 |;|--------|------|------|----|-----|------|------|------|------|------|------|------|;|电源控制| PCON | 87H | NO |SMOD | -- | -- | -- | GF1 | GF0 | PD | IDL |;|--------|------|------|----|-----|------|------|------|------|------|------|------|;|计时控制| TCON | 88H | YE |TF1 | TR1 | TF0 | TR0 | IE1 | IT1 | IE0 | IT0 |;|--------|------|------|----|-----|------|------|------|------|------|------|------|;|计时模式| TMOD | 89H | NO |1GA TE| 1C/T | 1M1 | 1M0 | 0GA TE| 0C/T | 0M1 | 0M0 | ;|--------|------|------|----|-----|------|------|------|------|------|------|------|;|串行控制| SCON | 98H | YE |SM0 | SM1 | SM2 | REN | TB8 | RB8 | TI | RI |;|--------|------|------|----|-----|------|------|------|------|------|------|------|;|中断允许| IE | A8H | YE |EA| -- | ET2 | ES | ET1 | EX1 | ET0 | EX0 |;|--------|------|------|----|-----|------|------|------|------|------|------|------|;|中断优先| IP| B8H | YE |-- | -- | PT2 | PS | PT1 | PX1 | PT0 | PX0 |;****************************************************************************** ******;时钟频率为：11.059200MHz;;机器周期为：12/fosc=1.085069μs;;CT0定时器设定延时为：2000μs;;CT0定时器工作于模式0;;CT0溢出处理采用中断方式;;CT0选择内部时钟;;CT0启动由TR0的0/1决定;;设定波特率为：4800bps;;串口0工作于方式1--T1定时器工作于方式2;;串口1工作于模式3--T2定时器用于波特率发生器4800bpsmov TH0, #THS0mov TL0, #TLS0; mov TH1, #THS1; mov TL1, #TLS1; mov TH2, #THS2; mov TL2, #TLS2;▲■-- <1> --电源管理;〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓;87H---PCON-------电源控制寄存器;复位值: 00000000;位7-2：保留。
C8051F020单片机
C8051F020单片机C8051F020单片机简介单片机（Microcontroller Unit，缩写为MCU）是一种集成了中央处理器（CPU）、片内存储器（RAM和ROM）、输入/输出接口（I/O）、定时器/计数器和其他功能模块的微型计算机系统。
单片机被广泛应用于家电、汽车电子、医疗设备、电力系统等领域。
C8051F020单片机作为Silicon Labs开发的一款8位低功耗单片机，具有较高的性价比和广泛的应用领域。
本文将对C8051F020进行详细介绍。
一、C8051F020单片机的特点与功能C8051F020单片机具有以下特点和功能：1. 架构优势：C8051F020基于Silicon Labs的成熟8位CPU架构，具有高效的指令执行能力和较低的功耗。
2. 丰富的存储器：C8051F020拥有8KB的闪存（Flash）用于程序存储，可以在电源关闭后保持程序不丢失。
此外，它还配备了256字节的数据闪存（Data Flash）和256字节的电子可擦除可编程只读存储器（EPROM）。
3. 综合的外设：C8051F020单片机具有多个通用输入输出引脚（GPIO），可用于各种外设和传感器的连接。
此外，它还提供了模拟与数字转换器（ADC）、串行通信接口（UART、SPI、I2C）以及定时器/计数器等功能。
4. 低功耗设计：C8051F020采用了优化的低功耗设计，具有多种休眠模式和快速唤醒功能，可在长时间运行的场景下降低功耗。
5. 开发工具支持：Silicon Labs提供完善的开发工具套件，包括集成开发环境（IDE）、调试器和仿真器等，方便开发者进行软件开发和调试。
二、C8051F020单片机的应用领域C8051F020单片机广泛应用于以下领域：1. 家电控制：C8051F020可用于控制家电产品，如空调、洗衣机、冰箱等，通过外围电路与其他传感器和执行器进行交互。
2. 工业自动化：C8051F020提供了丰富的通用输入输出引脚和通信接口，可用于工业自动化控制系统，如PLC、工业机器人等。
C8051F020概述
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特殊功能寄存器
SFRs 提供了MCU 资源与外设的控制与数据交换
C8051F020的特殊功能寄存器比典型的8051多两倍左右
C8051F020 增加的SFRS提供了 访问配置并访问此MCU 的子系统的 功能.
这一特性容许它在增加新的功能后还保留了与MCS-51 指 令集兼容的特点。
以0X0或0X8结尾的特殊功能寄存器(例如: P0, TCON, P1, SCON, IE, 等.) 即可以按字节寻址也可以按位寻址
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特殊功能寄存器
F8 F0 E8 E0
SPI0CN
B ADC0CN ACC
PCA0H
SCON1 PCA0L XBR0
PCA0CPH0
SBUF1 PCA0CPL0 XBR1
TL2 ADC0GTL ADC0CF
DAC1L
TH2 ADC0GTH P1MDIN P74OUT
DAC1H
DAC1CN
SMB0CR
SMB0ST A
SADEN0 OSCXCN SADDR0
ADC0LTL ADC0L FLSCL SADEN1
ADC0LTH ADC0H FLACL EMI0CN
B8
B0
A8 A0
8-bit SAR模拟—数字转换器 (ADC1) 端口1可以被配置为模拟输入 8通道输入多路复用器和可编程增益放大器 ADC 通过它的SFRS进行配置
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数字—模拟转换器
2个 12-bit 数字—模拟 转换器：DAC0 和 DAC1
DAC通过 VREFD 输 入引脚提供参考电压 DACs 可以作为比较器 参考输入
同时端口1的引脚可以 用作ADC1的模拟输入
第2讲 C8051F020单片机总体结构及CIP51内核
PSW.0
P
▼CY(PSW.7)进位/借位标志位。若ACC在运算过程中
发生了进位或借位，则CY=1；否则=0。它也是布尔处理 器的位累加器，可用于布尔操作。
▼AC(PSW.6)半进位/借位标志位。若ACC在运算过程
中，D3位向D4位发生了进位或借位，则CY=1,否则=0。机 器在执行“DA A”指令时自动要判断这一位，我们可以暂 时不关心它。
2、系统复位源框图
3、上电复位/掉电复位
上电复位：在上电期间，器件保持在复位状态，/RST引脚被驱动到低电平，
直到VDD上升到超过VRST电平。从复位开始到退出复位状态要经过一个延时。
上电和VDD监视器复位时序
掉电复位：
当发生掉电或因电源波动导致VDD降到VRST以下时，电源监视器 将/RST引脚驱动为低电平并使CIP-51保持复位状态。当VDD又回到高 于VRST的电平时，CIP-51将退出复位状态。
高速微控制器内核
数字 IO
模拟外设
2.1.1 高速控制器内核
◆高速、流水线结构的8051 兼容的CIP-51 内核（可达 25MIPS） ◆64K 字节可在系统编程的FLASH 存储器 ◆4352（4096+256）字节的片内RAM
◆全速、非侵入式的在系统调试接口（片内）
◆时钟电路 ◆片内看门狗定时器、VDD 监视器
P1MDOUT：端口0输出方式寄存器
Байду номын сангаас
(6) 配置端口引脚的输入方式
通过设置输出方式为“漏极开路”并向端口数据寄存器中的相应 位写‘1’将端口引脚配置为数字输入。
例如：
设置P3MDOUT.7 为逻辑‘0’，并设置P3.7 为逻辑‘1’ 即可将P3.7 配置为数字输入。
C8051F020入门指导解读
MCU 的程序存储器包含64K 字节的FLASH。该存储器 以512 字节为一个扇区，可以在系统编程，且不需特别的 外部编程电压。
1.3 JTAG 调试和边界扫描
C8051F020系列具有片内JTAG边界扫描和调试电路， 通过4脚JTAG接口并使用安装在最终应用系统中的产品器 件就可以进行非侵入式、全速的在系统调试。 该JTAG接口完全符合IEEE1149.1规范，为生产和测试 提供完全的边界扫描功能。 Silicon Labs的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、堆栈指示器和单步执行。
在一个标准的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。 而对于CIP-51 内核，70%的指令的执行时间为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。
1.1.3 增加的功能
扩展的中断系统向CIP-51 提供22 个中断源（标准8051 只有7 个中断源），允许大量的模拟和数字外设中断微控 制器。 MCU 可有多达7 个复位源：一个片内VDD 监视器、一 个看门狗定时器、一个时钟丢失检测器、一个由比较器0 提供的电压检测器、一个软件强制复位、CNVSTR 引脚 及/RST 引脚。 MCU 内部有一个独立运行的时钟发生器，在复位后被默 认为系统时钟。如果需要，时钟源可以在运行时切换到外 部振荡器，外部振荡器可以使用晶体、陶瓷谐振器、电容、 RC 或外部时钟源产生系统时钟。
1.4 可编程数字I/O 和交叉开关
该系列MCU具有标准8051的端口（0、1、2和3）。在 F020/2中有4个附加的端口（4、5、6和7），因此共有64 个通用端口I/O。 每个端口I/O引脚都可以被配置为推挽或漏极开路输出。 数字交叉开关。
C8051F020入门指导
DAC为电压输出方式，有灵活的输出更新机制。这一机制允许
用软件写和定时器2、定时器3及定时器4的溢出信号更新DAC输出。
C8051F020/2的DAC之电压基准由专用的VREFD输入引脚提供，而
C8051F021/3的DAC之电压基准由器件内部的电压基准提供。DAC在
作为比较器的参考电压或为ADC差分输入提供偏移电压时非常有用。
➢
真正8 位500 ksps 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
I/O 引脚（C8051F021/3）。下面列出了一些主要特性:
➢
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（C8051F020/1）或10 位（C8051F022/3）、 100
ksps 的8 通道ADC，带PGA和模拟多路开关
➢
端口0–3中所有未被交叉开关分配的引脚都可以作为通用I/O
（GPI/O）引脚，通过读或写相应的端口数据寄存器访问。
➢
被交叉开关分配的那些端口引脚的输出状态受使用这些引脚
的数字外设的控制。
➢
不管交叉开关是否将引脚分配给外设，读一个端口数据寄存器
（或端口位）将总是返回引脚本身的逻辑状态。
➢
C8051F020使用说明书
Precision Mixed Signal Copyright © 2007 by Silicon Laboratories11.02.2007Analog Peripherals12-Bit ADC-±1 LSB INL; no missing codes-Programmable throughput up to 100 ksps-8 external inputs; programmable as single-ended or differential -Programmable amplifier gain: 16, 8, 4, 2, 1, 0.5-Data-dependent windowed interrupt generator -Built-in temperature sensor (±3 °C)8-Bit ADC-±1 LSB INL; no missing codes-Programmable throughput up to 500 ksps -8 external inputs-Programmable amplifier gain: 4, 2, 1, 0.5Two 12-Bit DACs-Can synchronize outputs to timers for jitter-free waveform generationTwo ComparatorsInternal Voltage ReferenceV DD Monitor/Brown-out DetectorOn-Chip JTAG Debug & Boundary Scan-On-chip debug circuitry facilitates full speed, non-intrusive in-system debug (no emulator required)-Provides breakpoints, single stepping, watchpoints, stack monitor -Inspect/modify memory and registers-Superior performance to emulation systems using ICE-chips, target pods, and sockets-IEEE1149.1 compliant boundary scanHigh-Speed 8051 µC Core-Pipelined instruction architecture; executes 70% of instructions in 1 or 2 system clocks-Up to 25 MIPS throughput with 25 MHz system clock -22 vectored interrupt sourcesMemory-4352 bytes data RAM-64 kB Flash; in-system programmable in 512-byte sectors (512 bytes are reserved)-External parallel data memory interfaceDigital Peripherals-64 port I/O; all are 5 V tolerant-Hardware SMBus™ (I2C™ compatible), SPI™, and two UART serial ports available concurrently-Programmable 16-bit counter/timer array with 5 capture/compare mod-ules- 5 general-purpose 16-bit counter/timers-Dedicated watchdog timer; bidirectional reset -Real-time clock mode using Timer 3 or PCA Clock Sources-Internal programmable oscillator: 2–16 MHz -External oscillator: Crystal, RC, C, or Clock -Can switch between clock sources on-the-fly Supply Voltage: 2.7 to 3.6 V-Typical operating current: 10 mA at 25 MHz-Multiple power saving sleep and shutdown modes100-Pin TQFPTemperature Range: –40 to +85 °CPrecision Mixed Signal Copyright © 2007 by Silicon Laboratories 11.02.2007Silicon Laboratories and Silicon Labs are trademarks of Silicon Laboratories Inc.Other products or brandnames mentioned herein are trademarks or registered trademarks of their respective holdersSelected Electrical Specifications(T A = –40 to +85 C°, V DD = 2.7 V unless otherwise specified)Package InformationC8051F020DK Development Kit。
C8051F020 UNI 原型板用户指南说明书
Rev. 0.1 11/08Copyright © 2008 by Silicon LaboratoriesUNI-C8051020ROTOTYPE OARD SER S UIDE1. SummaryThe UNI Prototype Board provides easy development and debugging of applications on the C8051F020microcontroller through use of a JTAG debug header and direct through-hole access to each pin.2. Features⏹C8051F020 MCU ⏹JTAG debug header⏹0.1-inch center through-hole access to each pin⏹Access to V DD and DGND for an external voltage supplier3. Hardware SetupA USB Debug Adapter or EC2 Serial Adapter may be used to connect through the JTAG interface as shown in Figure 1. Power to the device must be supplied externally through pin V DD on J6.1.Connect the 10-pin ribbon cable from the debug adapter to the JTAG interface.2.Connect the other end of the debug adapter to the appropriate port on the PC.3.Connect an external power supply to the device by connecting the grounding cable to pin DGND on J6 and the power cable to pin V DD .4.Set the power supply voltage to +3.3V.Note:Ensure the power supply is off when connecting or disconnecting cables to the device in order to prevent accidentaldamage to device and/or debug adapter.Figure 1.UNI Prototype Board Hardware SetupUNI-C8051F020Table 1. AdaptersUSB Debug Adapter EC2 Serial AdapterPin #Description Pin #Description1,8Not Connected1 3.0 to 3.6 VDC Input2,3,9GND (Ground)2,3,9GND (Ground)4TCK (C2D)4TCK (C2D)5TMS5TMS6TDO6TDO7TDI(C2CK)7TDI(C2CK)10USB Power8,10Not ConnectedDisclaimerSilicon Laboratories intends to provide customers with the latest, accurate, and in-depth documentation of all peripherals and modules available for system and software implementers using or intending to use the Silicon Laboratories products. Characterization data, available modules and peripherals, memory sizes and memory addresses refer to each specific device, and "Typical" parameters provided can and do vary in different applications. Application examples described herein are for illustrative purposes only. Silicon Laboratories reserves the right to make changes without further notice and limitation to product information, specifications, and descriptions herein, and does not give warranties as to the accuracy or completeness of the included information. Silicon Laboratories shall have no liability for the consequences of use of the information supplied herein. This document does not imply or express copyright licenses granted hereunder to design or fabricate any integrated circuits. The products must not be used within any Life Support System without the specific written consent of Silicon Laboratories. A "Life Support System" is any product or system intended to support or sustain life and/or health, which, if it fails, can be reasonably expected to result in significant personal injury or death. Silicon Laboratories products are generally not intended for military applications. Silicon Laboratories products shall under no circumstances be used in weapons of mass destruction including (but not limited to) nuclear, biological or chemical weapons, or missiles capable of delivering such weapons.Trademark InformationSilicon Laboratories Inc., Silicon Laboratories, Silicon Labs, SiLabs and the Silicon Labs logo, CMEMS®, EFM, EFM32, EFR, Energy Micro, Energy Micro logo and combinations thereof, "the world’s most energy friendly microcontrollers", Ember®, EZLink®, EZMac®, EZRadio®, EZRadioPRO®, DSPLL®, ISOmodem ®, Precision32®, ProSLIC®, SiPHY®, USBXpress® and others are trademarks or registered trademarks of Silicon Laboratories Inc. ARM, CORTEX, Cortex-M3 and THUMB are trademarks or registered trademarks of ARM Holdings. Keil is a registered trademark of ARM Limited. All other products or brand names mentioned herein are trademarks of their respective holders.Silicon Laboratories Inc.400 West Cesar Chavez Austin, TX 78701USAIoT Portfolio /IoTSW/HW/simplicityQuality/qualitySupport and Community。
C8051F020单片机
Cygnal出的一种混合信号系统级单片机。
片内含CIP－51的CPU内核，它的指令系统与MCS－51完全兼容。
其中的C8051F020单片机含有64kB片内Flash程序存储器，4352B的RAM、8个I／O端口共64根I／O口线、一个12位A／D转换器和一个8位A／D转换器以及一个双12位D／A转换器、2个比较器、5个16位通用定时器、5个捕捉／比较模块的可编程计数／定时器阵列、看门狗定时器、VDD监视器和温度传感器等部分。
C8051F020单片机支持双时钟，其工作电压范围为2．7～3．6V（端口I/O,RST和JTAG引脚的耐压为5V）。
与以前的51系列单片机相比，C8051F020增添了许多功能，同时其可靠性和速度也有了很大提高。
C8051Fxxx 系列单片机是完全集成的混合信号系统级芯片，具有与8051 兼容的微控制器内核，与MCS-51 指令集完全兼容。
除了具有标准8052 的数字外设部件之外，片内还集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其它数字外设及功能部件。
参见表1.1 的产品选择指南可快速查看每个MCU 的特性。
表1.1 C8051Fxxx 产品选择指南MIPS（峰值）FLASH 存储器（字节）RAM（字节）外部存储器接口SMBus/12CSPIUART定时器(16 位)可编程计数器阵列内部振荡器精度（±%）数字端口I/OADC 分辨率（位）ADC 最大速度(ksps)ADC 输入电压基准温度传感器DAC 分辨率（位）DAC 输出（位）电压比较器备注：C8051F02X 系列单片机片内还集成有一个8 位，500ksps，8 输入（与P1 口复用）ADC。
— 2 —MCU 中的外设或功能部件包括模拟多路选择器、可编程增益放大器、ADC、DAC、电压比较器、电压基准、温度传感器、SMBus/ I2C、UART、SPI、可编程计数器/定时器阵列（PCA）、定时器、数字I/O 端口、电源监视器、看门狗定时器（WDT）和时钟振荡器等。
C8051F020实验板使用要领.
C8051F020实验板使用要领
1.上电顺序：
注意电脑关机并将实验板上拨动开关打在关闭状态
接上电脑串口电缆（如电脑没有串口可使用高质量的USB→串口线）
连接EC5仿真器到板上的JTAG接口和电脑的空闲USB接口
连接自制的小板到对应模拟或数字端口，检查连接和电源的正确性
打开电脑，连接9v电源到实验板并打开实验板电源开关
电脑运行Keil UV2，编译自己的程序并进入调试状态
（此时可以看到EC5上的对应指示灯亮和程序在板上的执行）
运行串口调试精灵监控串口状态
2.关机顺序：
关闭串口调试精灵
停止并关闭UV2调试
关闭实验板电源
插拔自制小板
关闭电脑或断开USB虚拟串口
插拔串口电缆
3.注意事项
建议设置uv2调试结束断开仿真器EC5电源
没有关闭串口精灵的情况下切断通讯容易引起电脑串口被误占用
没有关闭uv2调试的情况下直接实验板断电会使uv2进入假死机
串口带电且无热插拔功能，串口在没有断开供电的情况下不允许插拔！
自制小板在接上实验板前后未通电情况下必须仔细检查有无短路或接错！
实验板GPIO引脚间在无特殊要求下不要短接，也不允许通过自制小板短接！
自制小板不能将电源（高压、大电流）通过连线直接接上实验板的GPIO端口！
以上2条也适合于实验板上引出的C8051F020的其他引脚（特别是模拟引脚）！
C8051F020的GPIO引脚建议禁止内部弱上拉，禁止推挽，通过510电阻连接小板。
浅谈C8051F020MCU
浅谈C8051F020MCU1．概述美国Cygnal公司推出的C8051F系列单片机把80C51系列单片机从MCU 时代推向SoC时代，使得以8051为内核的单片机上了一个新的台阶。
Cygnal C8051F系列是全集成混合信号在片系统单片机。
在片系统随着半导体生产技术的不断发展,集成度越来越高,对嵌入式控制技术可靠性要求也越来越高而产生的新概念,即SOC(System on chip),意思是整个系统都高度集成在一个芯片上。
本文通过使用Cygnal C8051F020制作一个电子琴,介绍基于8051内核MCU的发展情况，Cygnal C8051F020MCU的特点,及其使用C8051F020一些需要注意的问题。
电子琴的工作原理：声音的频率不同，决定着音乐音符的不同。
通过定时器改变C8051F020IO口输出波形的频率，这样就可以发出不同的音符了。
工作时当按下启动按钮时，C8051F020查表取得节拍，然后定时，时间到时产生中断，连接喇叭的IO输出反向，由此产生了音符，当它连续工作时，喇叭就可以放出了一段音乐。
2.基于8051内核MCU的发展情况在嵌入式系统低端的单片机领域，从8位单片机诞生至今，已近30年，在百花齐放的单片机家族中，80C51系列一直扮演着一个独特的角色。
Cygnal 推出C8051F更令业界人士刮目相看。
回顾历史，在Intel公司推出了MCS-51不久便实施了最彻底的技术开放政策；在众多电器商、半导体商的积极参与下，将MCS-51发展成了众多型号系列的80C51 MCU家族。
MCS-51经典的体系结构、极好的兼容性和Intel公司的开放政策不仅使众多厂家参与发展，也诱使半导体厂家对MCS-51实行为所欲为的改造。
由于MCS-51提供的最佳兼容性，使MCS-51在被"肢解"式改造后，还能以不变的指令系统、基本单元的兼容性保持着8051内核的生命延续，并在未来SoC发展中，担任8位CPU内核的重任。
c8051f020端口配置说明
C8051F的每个I/O口引脚都可以被配置为推挽或漏极开路输出。
同时引入了数字交叉开关，允许将内部数字系统资源映射到P0、P1、P2和P3 的端口引脚。
通过设置交叉开关寄存器可将片内的计数器/定时器、串行总线、硬件中断、ADC转换启动输入、比较器输出以及微控制器内部的其他数字信号配置为出现在端口I/O引脚。
必须在访问这些外设的I/O之前配置和允许交叉开关。
注意的问题：1.低端口既能按位寻址，也可以按字节寻址；高端口只能按字节寻址。
2.没有被分配到的引脚作为一般的数字通用I/O口。
3.P1口还可以用作ADC1的模拟输入。
4.P0MDOUT~P3MDOUT用于控制I/O端口每一位的输出状态。
5.EMIF（外部存储器接口）是用于CPU与片外XRAM之间的数据传输通道，通过寄存器EMI0CF 和EMI0CN选择和管理端口实现数据的传输。
6.为了能访问片外存储器空间，必须设置EMI0CN寄存器的内容为片外存储器的空间页地址。
7.如果把外部存储器接口（EMIF）设置在高端口则首先要把EMI0CF的PRTSEL位设置为1，选择高端口，同时选择地址的复用或非复用方式，在把XBR的外部寄存器的EMIFLE位设置为0。
8.复用方式配置：在复用方式下，数据总线和地址总线的第8位共用相同的引脚（AD0~AD7）。
在该方式下，要用一个外部锁存器（如 74HC373或相同功能的锁存器）保持RAM地址的低8位。
外部锁存器由ALE(地址锁存使能)信号控制，ALE信号由外部存储器接口逻辑驱动。
9.在总线复用时，需要把地址数据复用端口配置为漏极开路。
10.ALE高/低脉宽占1个SYSCLK周期，地址建立/保持时间占0个SYSCLK周期，/WR和/RD占12个SYSCLK周期，EMIF工作在地址/数据复用方式，即：EMI0CF |= 0x2c;EMI0TC |= 0x2c;配置EMIF 的步骤是：先将EMIF选到低端口或高端口；然后选择复用方式或非复用方式；再选择存储器的模式（只用片内存储器、不带块选择的分片方式、带块选择的分片方式或只用片外存储器）；然后设置EMI0TC；最后通过寄存器PnMDOUT和P74OUT选择所期望的相关端口的输出方式。
C8051F020实验指导书
盛年不重来，一日难再晨。
及时宜自勉，岁月不待人。
单片机实验指导书目录第一章：实验设备简介 (1)1.1 系统实验设备的组成 (1)1.2 Silicon Labs C8051F 单片机开发工具简介 (1)1.3 DICE-C8051F嵌入式实验/开发系统简介 (3)第二章集成开发环境KEIL C软件使用指南 (7)2．1 KEIL C软件具体使用说明 (7)第三章实验指导 (20)3.1 C8051F 单片机I/O 口交叉开关设置 (20)3.2 数字I/O端口实验 (22)3.3 定时器实验 (24)3.4 外部中断实验 (27)3.5 键盘显示实验 (29)3.6 六位动态LED数码管显示实验 (31)3.7 RS3232串口通讯实验 (33)3.8 综合设计 (35)使用特别说明：(1) 每次实验前，请仔细阅读实验指导，连线完毕，检查无误后，方可打开电源。
即连线时必须在断电状态下。
(2) 程序运行过程中，不要关闭电源，如果要断电，必须停止运行程序，并且退出程序调试状态，否则会引起KEIL C软件非正常退出，甚至引起DICE-EC5仿真器工作异常。
(3) 如出现上述（2）的的误操作，引起DICE-EC5仿真器工作异常，可对DICE-EC5仿真器进行复位。
（在光盘中找到文件夹“USB Reset”中的“USB Debug Adapter Firmware Reset”文件，双击运行，在弹出的对话框中点击“Update firmware”按钮，在提示成功后，点击“OK”按钮，退出复位程序。
DICE-EC5仿真器即可正常工作。
在下一次调试、下载程序时会提示“Do you want to update serial adapter now? ”,点击“确定”即可。
第一章：实验设备简介1.1 系统实验设备的组成DICE-C8051F嵌入式实验/开发系统由C8051F020 CPU 板、DICE-EC5仿真器和系统实验板三部分组成，应用该设备可进行片上系统单片机较典型应用的实验，请参见以下介绍。
c8051介绍
C8051F020是Silicon Laboratories公司的混合信号 ISP FLASH 微控制器。
具有丰富的片内数字资源和模拟外设以及64KB可在系统编程Flash存储器。
主要数据如下：1、ƒ 最大100ksps 12位 ADC0 可多达8 个外部输入；可编程为单端输入或差分输入2、最大500ksps 8 位 ADC2 可多达8 个外部输入；可编程为单端输入或差分输入3、两个12位DAC 可以同步输出，用于产生无抖动波形4、两个模拟比较器5、内部电压基准以及精确的VDD监视器和欠压检测器6、片内JTAG 调试和边界扫描提供全速、非侵入式的在线调试（对学习单片机很重要要）−支持断点、单步、观察点、堆栈监视器；可以观察/ 修改存储器和寄存器−比使用仿真芯片、目标仿真头和仿真插座的仿真系统有更好的性能−符合IEEE1149.1 边界扫描标准−廉价而完全的开发套件7、高速8051微控制器内核−流水线指令结构；70% 的指令的执行时间为一个或两个系统时钟周期−速度可达25MIPS（时钟频率为25MHz时）− 22个矢量中断源8、存储器− 4352字节内部数据RAM（4K + 256 ）− 64K 字节FLASH存储器；可以在系统编程，扇区大小为512 字节−外部64K 字节数据存储器接口（可编程为复用方式或非复用方式）9、数字外设− 8 个字节宽的端口I/O（C8051F020/2）或4 个字节宽的端口I/O （C8051F021/3）；所有口线均耐5V电压−可同时使用的硬件SMBus(I2CTM兼容)、SPITM及两个UART 串口−可编程的16位计数器/ 定时器阵列，有5 个捕捉/ 比较模块//可用于产生PWM − 5 个通用16位计数器/ 定时器−专用的看门狗定时器；双向复位引脚时钟源−内部可编程振荡器：2-16MHz−外部振荡器：晶体、RC、C、或外部时钟−实时时钟方式（用定时器3 或PCA）；10、供电电压…………………………2.7V - 3.6V−典型工作电流：10mA @ 20MHz−多种节电休眠和停机方式11、100 脚TQFP 封装C8051F020与STC89C52相比，C8051F020具有更丰富的片内资源，更大的FLASH程序存储空间，更加强大的功能。
C8051F020单片机初始化程序和编译步骤
C8051F020单片机初始化程序和编译步骤2011-02-15 12:20:06| 分类：默认分类| 标签：|字号大中小订阅C8051F020编程步骤一、编程步骤：1、看门狗设置2、系统初始化3、端口初始化4、对应功能初始化（如：串口，定时器，I2C，SPI，PCA，DAC/ADC，中断等等）5、功能函数或中断函数（如需要）6、包含的头文件7、项目说明二、对应功能初始化要点：1、Uart:(1)串口工作模式由SCON设定（2）定时器工作方式设定TMOD （3）波特率TH载入值设定（4）启动TR1 （5）时钟基准CKCON （6）波特率加倍设定PCON（7)开中断使能TI2、Time:(1)工作方式设定TMOD （2）定时器时钟基准CKCON （3）启动/停止TCON设定TRn3、Interrupt:(1)中断允许IE （2）触发方式设定（上下沿，电平）（3）对应控制位允许设定,如ES串口允许C8051F020单片机初始化程序; $INCLUDE (C8051F020.inc) /C8051F020单片机功能强大，初始化也比较繁杂，为了便于初始化各功能模块，我们编了此程序可看着“说明”初始化。
ORG SYS_INIT;※▲◆●◎★☆△;◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆;■-- <1> --电源管理; PCON ; POWER CONTROL;■-- <2> --系统时钟和振荡器; OSCXCN ; EXTERNAL OSCILLATOR CONTROL; OSCICN ; INTERNAL OSCILLATOR CONTROL;■-- <3> --复位及看门狗管理; RSTSRC ; RESET SOURCE; WDTCN ; WATCHDOG TIMER CONTROL;■-- <4> --FLASH存储器编程和安全管理; FLSCL ; FLASH MEMORY TIMING PRESCALER; PSCTL ; PROGRAM STORE R/W CONTROL; FLACL ; FLASH ACESS LIMIT;■-- <5> --中断控制; IE ; INTERRUPT ENABLE; EIE1 ; EXTERNAL INTERRUPT ENABLE 1; EIE2 ; EXTERNAL INTERRUPT ENABLE 2; IP ; INTERRUPT PRIORITY; EIP1 ; EXTERNAL INTERRUPT PRIORITY REGISTER 1; EIP2 ; EXTERNAL INTERRUPT PRIORITY REGISTER 2; P3IF ; PORT 3 EXTERNAL INTERRUPT FLAGS;■-- <6> --端口IO初始化及交叉开关设置; XBR0 ; DIGITAL CROSSBAR CONFIGURATION REGISTER 0; XBR1 ; DIGITAL CROSSBAR CONFIGURATION REGISTER 1; XBR2 ; DIGITAL CROSSBAR CONFIGURATION REGISTER 2 ; P0MDOUT ; PORT 0 OUTPUT MODE CONFIGURATION; P1MDOUT ; PORT 1 OUTPUT MODE CONFIGURATION; P2MDOUT ; PORT 2 OUTPUT MODE CONFIGURATION; P3MDOUT ; PORT 3 OUTPUT MODE CONFIGURATION; P74OUT ; PORTS 4 - 7 OUTPUT MODE;■-- <7> --外部RAM和片内XRAM; EMI0CN ; EXTERNAL MEMORY INTERFACE CONTROL; EMI0CF ; EXTERNAL MEMORY INTERFACE (EMIF) CONFIGURATION; EMI0TC ; EXTERNAL MEMORY;■-- <8> --定时器设置; TMOD ; TIMER MODE; TCON ; TIMER CONTROL; T2CON ; TIMER 2 CONTROL; T4CON ; TIMER 4 CONTROL; TMR3CN ; TIMER 3 CONTROL; TMR3RLL ; TIMER 3 RELOAD REGISTER - LOW BYTE; TMR3RLH ; TIMER 3 RELOAD REGISTER - HIGH BYTE; TMR3L ; TIMER 3 - LOW BYTE; TMR3H ; TIMER 3 - HIGH BYTE;■-- <9> --串行通讯; SCON0 ; SERIAL PORT 0 CONTROL; SCON1 ; SERIAL PORT 1 CONTROL; SBUF1 ; SERAIL PORT 1 DATA; SADDR1 ; SERAIL PORT 1; PCON ; POWER CONTROL; RCAP2L ; TIMER 2 CAPTURE REGISTER - LOW BYTE; RCAP2H ; TIMER 2 CAPTURE REGISTER - HIGH BYTE; RCAP4L ; TIMER 4 CAPTURE REGISTER - LOW BYTE; RCAP4H ; TIMER 4 CAPTURE REGISTER - HIGH BYTE; SADDR0 ; SERIAL PORT 0 SLAVE ADDRESS;■-- <10> --可编程计数器阵列; PCA0CN ; PCA 0 COUNTER CONTROL; PCA0MD ; PCA 0 COUNTER MODE; PCA0CPM0 ; CONTROL REGISTER FOR PCA 0 MODULE 0; PCA0CPM1 ; CONTROL REGISTER FOR PCA 0 MODULE 1; PCA0CPM2 ; CONTROL REGISTER FOR PCA 0 MODULE 2; PCA0CPM3 ; CONTROL REGISTER FOR PCA 0 MODULE 3 ; PCA0CPM4 ; CONTROL REGISTER FOR PCA 0 MODULE 4; SMB0CN ; SMBUS 0 CONTROL; SMB0CR ; SMBUS 0 CLOCK RATE; SMB0STA ; SMBUS 0 STATUS; SMB0DAT ; SMBUS 0 DATA; SMB0ADR ; SMBUS 0 SLAVE ADDRESS;■-- <12> --SPI总线通讯; SPI0CKR ; SERIAL PERIPHERAL INTERFACE 0 CLOCK RATE CONTROL ; SPI0DAT ; SERIAL PERIPHERAL INTERFACE 0 DATA ; SPI0CFG ; SERIAL PERIPHERAL INTERFACE 0 CONFIGURATION ; SPI0CN ; SERIAL PERIPHERAL INTERFACE 0 CONTROL;-- <13> --ADC转换; AMX0CF ; ADC 0 MUX CONFIGURATION; AMX0SL ; ADC 0 MUX CHANNEL SELECTION; ADC0CF ; ADC 0 CONFIGURATION; ADC0CN ; ADC 0 CONTROL; ADC0L ; ADC 0 DATA - LOW BYTE; ADC0H ; ADC 0 DATA - HIGH BYTE; ADC1CF ; ADC 1 ANALOG MUX CONFIGURATION; AMX1SL ; ADC 1 ANALOG MUX CHANNEL SELECT; ADC1CN ; ADC 1 CONTROL; ADC0GTL ; ADC 0 GREATER-THAN REGISTER - LOW BYTE; ADC0GTH ; ADC 0 GREATER-THAN REGISTER - HIGH BYTE ; ADC0LTL ; ADC 0 LESS-THAN REGISTER - LOW BYTE; ADC0LTH ; ADC 0 LESS-THAN REGISTER - HIGH BYTE; REF0CN ; VOLTAGE REFERENCE 0 CONTROL; ADC1 ; ADC 1 DATA;■-- <14> --DAC转换; PCA0L ; PCA 0 TIMER - LOW BYTE; PCA0H ; PCA 0 TIMER - HIGH BYTE; DAC0CN ; DAC 0 CONTROL; DAC1L ; DAC 1 REGISTER - LOW BYTE; DAC1H ; DAC 1 REGISTER - HIGH BYTE; DAC1CN ; DAC 1 CONTROL; CPT0CN ; COMPARATOR 0 CONTROL; CPT1CN ; COMPARATOR 1 CONTROL; EMI0TC ; EMIF TIMING CONTROL;■-- <16> --时钟/电压基准设置; CKCON ; CLOCK CONTROL; SADEN1 ; SERIAL PORT 1 SLAVE ADDRESS MASK; SADEN0 ; SERIAL PORT 0 SLAVE ADDRESS MASK; P1MDIN ; PORT 1 INPUT MODE; PSW ; PROGRAM STATUS WORD; B ; B REGISTER; WDTCN ; WATCHDOG TIMER CONTROL;◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆;;==================================================================== ; function: Init_CTS 定时器/计数器,中断和串行通讯初始化子程序; input: -----------------; output: -----------------; usage: -----------------;====================================================================THS0 equ 0a8hTLS0 equ 09ah; THS1 equ 0fah;0feh;0fah;-4800;0f4h; TLS1 equ 0fah;0feh;0fah;-4800;0f4h;; THS2 equ 0ffh;0feh;0fah;-4800;0f4h; TLS2 equ 0b8h;0feh;0fah;-4800;0f4hInit_TCS: ;定时器/计数器,中断和串行通讯初始化子程序;〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓; ◆◆◆8051内部控制寄存器◆◆◆;************************************************************************************;|名称| 代号| 地址|位寻| B7 | B6 | B5 | B4 | B3 | B2 | B1 | B0 |;|--------|------|------|----|-----|------|------|------|------|------|------|------| ;|电源控制| PCON | 87H | NO |SMOD | -- | -- | -- | GF1 | GF0 | PD | IDL | ;|--------|------|------|----|-----|------|------|------|------|------|------|------|;|计时控制| TCON | 88H | YE |TF1 | TR1 | TF0 | TR0 | IE1 | IT1 | IE0 | IT0 |;|--------|------|------|----|-----|------|------|------|------|------|------|------| ;|计时模式| TMOD | 89H | NO |1GATE| 1C/T | 1M1 | 1M0 | 0GATE| 0C/T | 0M1 | 0M0 | ;|--------|------|------|----|-----|------|------|------|------|------|------|------| ;|串行控制| SCON | 98H | YE |SM0 | SM1 | SM2 | REN | TB8 | RB8 | TI | RI |;|--------|------|------|----|-----|------|------|------|------|------|------|------|;|中断允许| IE | A8H | YE |EA | -- | ET2 | ES | ET1 | EX1 | ET0 | EX0 | ;|--------|------|------|----|-----|------|------|------|------|------|------|------|;|中断优先| IP | B8H | YE |-- | -- | PT2 | PS | PT1 | PX1 | PT0 | PX0 | ;************************************************************************************;时钟频率为：11.059200MHz;;机器周期为：12/fosc=1.085069μs;;CT0定时器设定延时为：2000μs;;CT0定时器工作于模式0;;CT0溢出处理采用中断方式;;CT0选择内部时钟;;CT0启动由TR0的0/1决定;;设定波特率为：4800bps;;串口0工作于方式1--T1定时器工作于方式2;;串口1工作于模式3--T2定时器用于波特率发生器4800bpsmov TH0, #THS0mov TL0, #TLS0; mov TH1, #THS1; mov TL1, #TLS1; mov TH2, #THS2; mov TL2, #TLS2;▲■-- <1> --电源管理;〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓;87H---PCON-------电源控制寄存器;复位值: 00000000;位7-2：保留。
单片机C8051F020及其在柜式电能表中的应用
单片机C8051F020及其在柜式电能表中的应用引言柜式电能表内部的CPU 要求具有双串口，一方面读取电能计量终端的数据，同时通过RS485 通讯接口将这些数据上传至电能管理信息系统。
经过一番比较，笔者采用了美国Cygnal 公司推出的完全集成的混合信号系统级芯片C8051F020，与普通单片机相比较，它具有扩展芯片少，连线少，资源多，编程简单，升级维护容易等优点，而且可靠性和稳定性也可得到保证，从而简化了测量仪器硬件电路系统设计，实现测量数据的显示，打印，大大高了测量仪器性能指标和性价比。
而其具有的片内调试电路，使设计人员可通过JTAG 接口进行非侵入式，全速的在系统调试。
一、芯片介绍1 C8051F020 的主要特点l 具有与8051 兼容的微控制内核，最高速度可达25MIPS。
（时钟频率为25MHz）；l 具有64K 字节可在系统编程的FLASH 存储器，4352(4096+256)字节的片内RAM，外部64K 数据存储器接口（可编程为复用或非复用方式）；l 8 个8 位的I/O 端口，所有口线均耐5V 电压，并可通过交叉开关灵活配置；l 可同时使用的硬件SMBus,SPI 及两个增强型UART 串口；l 22 个矢量中断源；l 多种复位源；l 可编程的16 位计数器/定时器阵列（PCA），有5 个捕捉/比较模块，6 种工作方式；l 专用的看门狗定时器；l 工作范围温度：-40~+85℃；l 支持JTAG 调试和边界扫描；2 C8051F020 的基本结构C8051F020 除了具有标准的8052 的数字外设部件之外，片内还集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其他数字外设及功能部件。
其中包括模拟多路选择器、可编程增益放大器，ADC、DAC、电压比较器、电压基准、温度。
达达电子C8051F020、120最小系统使用说明及原理图
C8051F020、120最小系统使用说明C8051f020/C8051f120最小系统是我们达达电子工作室自主制作的，为了方便大家开发使用，排针都是单排引出，可以作为核心板插在你的板子上使用！特点：1、引出所有的IO口，ADC，DAC，CP端口！即所有的端口基本引出2、板上留有3V和5V的电源！方便使用！5V是用TL431基准设计的，相对稳定！3、端口是单排设计，间距标准方便你做实验整排引出IO 或者作为核心板层叠在你的板子上！方便设计，减少干扰！4、芯片所有的电源端口都加有滤波105和104电容增强其抗干扰的能力！5、电压基准上加有104电容！内部基准输出也加有104和4.7uF的滤波电容！使ADC和DAC更加稳定！此板子图片为：1、板子电源电路020和120芯片工作电压为3.3V，输入电压经过1117-3.3V稳压，输入电压支持5~9V，我们选择的是优质1117芯片。
输入电源测试可以高至12V，但是不建议大家长期使用，以免烧坏芯片！最后电源电压经过2R电阻和105、104电容滤波分别送入MCU得到A VCC和DVCC！以增强MCU工作电压的稳定性这个5V用TL431做的电流经过8050放大，最大可以支持200MA的电流，要使用此5V电压，系统的输入电压要高于6V。
注意：这边过大电流会击穿三极管导致电压高于5V使用的时候需要经常测试是不是5V，经过板子售后情况，建议大家还是少用5V的系统和c8051f的IO连接！最好加有限流电阻，以免经常烧坏MCU！2、板子上电源基准介绍按板子上的介绍，左边是TL431做的2.5V基准！使用的时候需要根据板子上的实际电压来恒定。
一般我们的2.5V误差不会很大，中间一列3个分辨是DAC基准VERFD，ADC0基准VREF0，ADC1的基准VREF1，右边的一列都是内部基准输出VREF，使用跳冒选择。
如需要VREFD使用外部基准2.5V就把跳冒跳在左面。
如果想使用芯片的内部基准就把跳冒跳在右边！3、板子MONEN跳冒的使用如图J8左边为GND中间为MONEN右边是VCC。
C8051F020 最小系统 实验指导手册
工程的建立及配置........................................................................................7 Configuration Wizard 2 的使用介绍............................................................9 液晶显示......................................................................................................15 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.1.6 液晶显示模块简介............................................................................15 硬件连接............................................................................................16 地址计算方法....................................................................................17 RA8835 底层驱动程序..................................................................... 18 程序示例............................................................................................19 综合程序示例....................................................................................21 行列扫描原理介绍............................................................................23 硬件连接............................................................................................23 软件流程图........................................................................................24 示例源程序........................................................................................25 示例工程............................................................................................26 硬件连接............................................................................................30 软件设计............................................................................................30 相关寄存器设置................................................................................31 程序示例............................................................................................34
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C8051F020开发板
说明书
V1.0.0
2012年3月22日
目录
第一章 概述 (1)
第二章 开发板简介 (2)
2.1 开发板原理框图 (2)
2.2 开发板实物图 (2)
2.2.1 本开发板的外扩展资源和扩展接口 (2)
2.2.2 本开发板的平面图 (3)
第三章 开发板硬件电路说明 (4)
3.1 硬件电路简介 (4)
3.2 电源电路 (4)
3.3单片机复位电路 (4)
3.4 ZLG7289电路原理图 (5)
3.5 LED电路原理图 (6)
3.6 LCD接口电路 (7)
第四章 开发板注意事项 (8)
4.1注意事项 (8)
4.2开发板跳线使用方法 (8)
第一章 概述
本说明书是C8051F020开发板的硬件使用说明书，详细描述了020开发板的硬件构成、原理，以及它的使用方法。
开发板用USB JTAG对C8051F020芯片进行编程，C8051F020有64个I/O而我们开发板通过排针引出了其中的44个I/O口，板上有标识（也可查看原理图或PCB图）。
引出来的I/O口可以供用户配置。
第二章 开发板简介
2.1 开发板原理框图
本开发板主要用到了C8051F020芯片（内置A/D D/A和比较器等）和周立功的ZLG7289芯片，020芯片通过SPI方式和ZLG7289完成数据传递，ZLG7289控制按键和数码管显示。
原理框图如下：
图2-1 开发板原理框图
2.2 开发板实物图
2.2.1 本开发板的外扩展资源和扩展接口
部分接口说明：
JTAG接口：本板卡和USB Debug Adaptor仿真器连接，通过本
接口用户可实现在线仿真。
LCD接口： 本板液晶用MzL05-12864
AD/DA接口：本板的AD/DA接口都来自020内置的AD/DA
另外的外扩资源和接口如下图所示：
数码管
AD 接口
比较器接口
P7口P3.0~ P3.6P0口
P2口P1口
3.2 JTAG
3.3V/GND
DAC 接口
LCD 接口LED ZLG7289
5v
GND
P6口
C8051F
020
3.3V/GND 按键
电源开关
复位键
开发板实物图
2.2.2 本开发板的平面图
平面图上的位置和板卡的位置一一对应，详细的说明请看后面章节的图2-2 说明。
图2-3 开发板平面图
第三章开发板硬件电路说明
3.1 硬件电路简介
本开发板的硬件电路部分主要由电源电路、单片机复位电路、ZLG7289电路、发光二极管电路、LCD接口电路组成。
3.2 电源电路
在电源电路中，U8 SPX1117-3.3是稳压芯片将输入电压5V转换成3.3V作为本开发板的主要供电电源。
S20是输入电源开关按钮，在下载完数据后可用此按键来更新下载数据。
图3-1 电源电路原理图
3.3单片机复位电路
当开发板上电时，C31经充电后复位端电压相当于低电平实现上电复位；当断电后通过1N4148形成放电回路。
电路图如下：
图3-2 复位电路原理图
3.4 ZLG7289电路原理图
按键显示电路采用ZLG7289芯片扩展，共扩展2个四位一体共阴数码管和16个按键，ZLG7289芯片通过SPI通信方式与单片机通信，完成数据的传递。
其中P3.7口为单片机外部中断口。
利用周立功公司提供的软件包可以很方便的完成对按键与数码管的控制。
图3-3 ZLG7289原理图
ZLG7289与C8051F020通讯接口如下：
/CS2CLK DIO/INT
P3.3P3.4P3.5P3.7
3.5 LED电路原理图
LED以灌电流方式点亮,限流电阻选了1K，电路原理图如下所示：
图3-4 LED 电路原理图
各个LED 与020的P5口相连，如下表所示：
LED0 LED1 LED2 LED3 LED4 LED5 LED6 LED7 P5.0 P5.1 P5.2 P5.3 P5.4 P5.5 P5.6 P5.7
3.6 LCD接口电路
开发板留有一个LCD 液晶接口。
相对应的液晶为MzL05-12864，它是一款仅写入的串行SPI 接口方式的液晶，该液晶仅需5个控制口即可完成对其控制。
单片机使用模拟SPI 的方式对液晶进行相关操作。
液晶接口图与实物图如下：
图3-5 LCD 液晶接口电路原理图与实物图
LCD 与C8051F020通讯接口如下：
SDI SCK A0 /RES /CS3 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2
第四章开发板注意事项
4.1注意事项
1、单片机上的部分模拟端口也外接在开发板的外围，并表明了相应
的端口号。
注意AD和DA的基准电压配置（详见下节）
2、AD使用时注意不要在输入端口直接接超过3.3V直流电压，烧了
后果自负。
3、比较器只引出了CP0，模拟输入口只引出了AIN0-AIN4，使用时请
注意
4、LCD液晶接口所使用的I/O端口也作为通用I/O口外扩在开发板
外围，若使用了LCD则被LCD所占用的I/O不能用分配其他用。
4.2开发板跳线使用方法
在C8051F020开发板上，有一组跳线（LCD接口下面，020芯片左边的三个插针）需要设置，这组跳线是用来选择AD/DA参考电压的。
其中左边的是VDD3.3V中间的是参考电压输入端，右边的是内部基准电压。
当短接中间和右边两个插针时，参考电压选择内部基准，当短接中间和左边的两个插针电压选择外部 3.3V，当然用户可以设计自己需要的外部基准电压，但所加电压不能超过规定值。
宁波大学创新基地作者：陈炜钢
3.3V
图4-1 跳线使用说明图
9。