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c8051f020 c8051f021 c8051f022 c8051f023中文资料.pdf

发布时间：2022-05-30 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：2.53M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    1 . 系统概述
    1.1 CIP-51TM CPU
    1.1.1 与8051完全兼容
    1.1.2 速度提高
    1.1.3 增加的功能
    1.2 片内存储器
    1.3 JTAG调试和边界扫描
    1.4 可编程数字I/O和交叉开关
    1.5 可编程计数器阵列
    1.6 串行端口
    1.7 12位模/数转换器
    1.8 8位模/数转换器
    1.9 比较器和DAC
    2. 极限参数
    3. 总体直流电气特性
    4. 引脚和封装定义
    5. ADC0（12位，只限于C8051F020/1）
    5.1 模拟多路开关和PGA
    5.2 ADC的工作方式
    5.2.1 启动转换
    5.2.2 跟踪方式
    5.2.3 建立时间要求
    5.3 ADC0可编程窗口检测器
    6. ADC0（10位，只限于C8051F022/3）
    6.1 模拟多路开关和PGA
    6.2 ADC的工作方式
    6.2.1 启动转换
    6.2.2 跟踪方式
    6.2.3 建立时间要求
    6.3 ADC0可编程窗口检测器
    7. ADC1（8位ADC）
    7.1 模拟多路开关和PGA
    7.2 ADC1的工作方式
    7.2.1 启动转换
    7.2.2 跟踪方式
    7.2.3 建立时间要求
    8. 12位电压输出DAC
    8.1 DAC输出更新
    8.1.1 根据软件命令更新输出
    8.1.2 基于定时器溢出的输出更新
    8.2 DAC输出定标/调整
    9. 电压基准（C8051F020/2）
    10. 电压基准（C8051F021/3）
    11. 比较器
    12. CIP-51 微控制器
    12.1 指令集
    12.1.1 指令和CPU时序
    12.1.2 MOVX指令和程序存储器
    12.2 存储器组织
    12.2.1 程序存储器
    12.2.2 数据存储器
    12.2.3 通用寄存器
    12.2.4 位寻址空间
    12.2.5 堆栈
    12.2.6 特殊功能寄存器
    12.2.7 寄存器说明
    12.3 中断系统
    12.3.1 MCU中断源和中断向量
    12.3.2 外部中断
    12.3.3 中断优先权
    12.3.4 中断响应时间
    12.3.5 中断寄存器说明
    12.4 电源管理方式
    12.4.1 等待方式
    12.4.2 停机方式
    13. 复位源
    13.1 上电复位
    13.2 掉电复位
    13.3 外部复位
    13.4 软件强制复位
    13.5 时钟丢失检测器复位
    13.6 比较器0复位
    13.7 外部CNVSTR引脚复位
    13.8 看门狗定时器复位
    13.8.1 允许/复位WDT
    13.8.2 禁止WDT
    13.8.3 禁止WDT锁定
    13.8.4设置WDT定时间隔
    14. 振荡器
    14.1 外部晶体举例
    14.2 外部RC举例
    14.3 外部电容举例
    15. FLASH存储器
    15.1 FLASH存储器编程
    15.2 非易失性数据存储
    15.3 安全选项
    16．外部数据存储器接口和片内XRAM
    16.1 访问XRAM
    16.1.1 16位MOVX示例
    16.1.2 8位MOVX示例
    16.2 配置外部存储器接口
    16.3 端口选择和配置
    16.4 复用和非复用选择
    16.4.1 复用方式配置
    16.4.2 非复用方式配置
    16.5 存储器模式选择
    16.5.1 只用内部XRAM
    16.5.2 无块选择的分片模式
    16.5.3 带块选择的分片模式
    16.5.4 只用外部存储器
    16.6 时序
    16.6.1 非复用方式
    16.6.2 复用方式
    17. 端口输入/输出
    17.1 端口0 – 3和优先权交叉开关译码器
    17.1.1交叉开关引脚分配
    17.1.2 配置端口引脚的输出方式
    17.1.3 配置端口引脚为数字输入
    17.1.4 外部中断（IE6和IE7）
    17.1.5 弱上拉
    17.1.6 配置端口1的引脚为模拟输入（AIN.[7:0]）
    17.1.7 外部存储器接口引脚分配
    17.1.8 交叉开关引脚分配示例
    17.2端口4-7（只对C8051F020/2）
    17.2.1 配置无引出脚的端口
    17.2.2 配置端口引脚的输出方式
    17.2.3 配置端口引脚为数字输入
    17.2.4 弱上拉
    17.2.5 外部存储器接口
    18. SMBus
    18.1 支持文档
    18.2 SMBus协议
    18.2.1 总线仲裁
    18.2.2 时钟低电平扩展
    18.2.3 SCL低电平超时
    18.2.4 SCL高电平（SMBus空闲）超时
    18.3 SMBus数据传输方式
    18.3.1 主发送器方式
    18.3.2 主接收器方式
    18.3.3 从发送器方式
    18.3.4 从接收器方式
    18.4 SMBus特殊功能寄存器
    18.4.1 控制寄存器
    18.4.2时钟速率寄存器
    18.4.3 数据寄存器
    18.4.4 地址寄存器
    18.4.5 状态寄存器
    19. 串行外设接口总线
    19.1 信号说明
    19.1.1 主输出、从输入（MOSI）
    19.1.2 主输入、从输出（MISO）
    19.1.3 串行时钟（SCK）
    19.1.4 从选择（NSS）
    19.2 SPI0操作
    19.3 串行时钟时序
    19.4 SPI特殊功能寄存器
    20. UART0
    20.1 UART0工作方式
    20.1.1 方式0：同步方式
    20.1.2 方式1：8位UART，可变波特率
    20.1.3 方式2：9位UART，固定波特率
    20.1.4 方式3：9位UART，可变波特率
    20.2 多机通信
    20.3 帧错误和传输错误检测
    21. UART1
    21.1 UART1工作方式
    21.1.1 方式0：同步方式
    21.1.2 方式1：8位UART，可变波特率
    21.1.3 方式2：9位UART，固定波特率
    21.1.4 方式3：9位UART，可变波特率
    21.2 多机通信
    21.3 帧错误和传输错误检测
    22. 定时器
    22.1定时器0和定时器1
    22.1.1 方式0：13位计数器/定时器
    22.1.2 方式1：16位计数器/定时器
    22.1.3 方式2：8位自动重装载的计数器/定时器
    22.1.4 方式3：两个8位计数器/定时器（仅定时器0）
    22.2 定时器2
    22.2.1 方式0：带捕捉的16位计数器/定时器
    22.2.2 方式1：自动重装载的16位计数器/定时器
    22.2.3 方式2：波特率发生器
    22.3 定时器3
    22.4 定时器4
    22.4.1 方式0：带捕捉的16位计数器/定时器
    22.4.2 方式1：自动重装载的16位计数器/定时器
    22.4.3 方式2：波特率发生器
    23. 可编程计数器阵列
    23.1 PCA计数器/定时器
    23.2 捕捉/比较模块
    23.2.1 边沿触发的捕捉方式
    23.2.2 软件定时器（比较）方式
    23.2.3 高速输出方式
    23.2.4 频率输出方式
    23.2.5 8位脉宽调制器方式
    23.2.6 16位脉宽调制器方式
    23.3 PCA0的寄存器说明
    24. JTAG (IEEE 1149.1)
    24.1 边界扫描
    24.1.1 EXTEST指令
    24.1.2 SAMPLE指令
    24.1.3 BYPASS指令
    24.1.4 IDCODE指令
    24.2 闪存编程命令
    24.3 调试支持
    C8051F020/1/2/3 混合信号 ISP FLASH 微控制器 C8051F020/1/2/3 混合信号 ISP FLASH 微控制器 数 据 手 册 潘 琢 金 译 Rev 1.1 2002.10 版权所有 沈阳新华龙电子有限公司 电话: (024) 23930366 23895360 传真: 23940230 1
    C8051F020/1/2/3 混合信号 ISP FLASH 微控制器 版 权 声 明 本手册中文版版权归译者和沈阳新华龙电子有限公司所有 研究和开发人员 可以自由使用本手册 任何单位和个人末经版权所有者授权不得在任何形式的出 版物中摘抄本手册内容 译者将在本手册英文版更新后及时更新中文版内容 译文中一定存在不少错 误和不准确之处 望各位同仁不吝赐教 以便在新版本中更正 译者联系方式 沈阳航空工业学院计算机系 潘琢金 电话 024-86802267 Email 13066535936 panzhuojin@sina.com 或 panzhj@syiae.edu.cn 2 沈阳新华龙电子有限公司 电话 (024)23930366 23895360 传真 23940230
    C8051F020/1/2/3 混合信号 ISP FLASH 微控制器 模拟外设 − − SAR ADC 12 位 C8051F020/1 10 位 C8051F022/3 1LSB INL 可编程转换速率 最大 100ksps 可多达 8 个外部输入 可编程为单端输入 或差分输入 可编程放大器增益 16 8 4 2 1 0.5 数据相关窗口中断发生器 3°C 内置温度传感器 8 位 ADC 可编程转换速率 最大 500ksps 8 个外部输入 可编程放大器增益 4 0.5 2 1 − 两个 12 位 DAC 可以同步输出 用于产生无抖动波形 − 两个模拟比较器 − 电压基准 − 精确的 VDD 监视器和欠压检测器 片内 JTAG 调试和边界扫描 − 片内调试电路提供全速 非侵入式的在系统调 试 不需仿真器 − 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 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 22 个矢量中断源 − 速度可达 25MIPS 时钟频率为 25MHz 时 − 存储器 − − 4352 字节内部数据 RAM 4K + 256 64K 字节闪速存储器 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 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 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 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 100 脚 TQFP 和 64 脚 TQFP 封装 温度范围 -40°C - +85°C 模 拟 外 设 数 字 I/O 温度 传感器 PGA VREF 10/12 位 100ksps ADC 8 位 500ksps ADC PGA + - + - 电压比较器 UART0 UART1 SPI总线 SMBus PCA 定时器 0 定时器 1 定时器 2 定时器 3 定时器 4 关 开 叉 交 口 接 器 储 存 部 外 64 脚 端口 0 端口 1 端口 2 端口 3 端口 4 端口 5 端口 6 端口 7 100 脚 12位 DAC 12位 DAC 高 速 微 控 制 器 内 核 8051 CPU (25MIPS) 22个中断 64KB ISP FLASH 4352 B SRAM JTAG 仿真电路 时钟电路 控制电路 沈阳新华龙电子有限公司 电话: (024) 23930366 23895360 传真: 23940230 1
    C8051F020/1/2/3 混合信号 ISP FLASH 微控制器 1 . 系统概述 ........................................................................................................................................8 1.1 CIP-51TM CPU .....................................................................................................................13 1.1.1 与8051 完全兼容.............................................................................................................13 1.1.2 速度提高..........................................................................................................................13 1.1.3 增加的功能.......................................................................................................................14 1.2 片内存储器 .............................................................................................................................15 1.3 JTAG 调试和边界扫描 ............................................................................................................16 1.4 可编程数字 I/O 和交叉开关 ..................................................................................................17 1.5 可编程计数器阵列..................................................................................................................18 1.6 串行端口 .................................................................................................................................18 1.7 12 位模/数转换器 .................................................................................................................19 1.8 8 位模/数转换器 ...................................................................................................................20 1.9 比较器和 DAC ........................................................................................................................21 2. 极限参数 .......................................................................................................................................22 3. 总体直流电气特性 .......................................................................................................................23 4. 引脚和封装定义 ...........................................................................................................................24 5. ADC0 12 位 只限于 C8051F020/1 ...................................................................................33 5.1 模拟多路开关和 PGA.............................................................................................................33 5.2 ADC 的工作方式 ..................................................................................................................34 5.2.1 启动转换........................................................................................................................34 5.2.2 跟踪方式........................................................................................................................35 5.2.3 建立时间要求.................................................................................................................36 5.3 ADC0 可编程窗口检测器 ....................................................................................................43 6. ADC0 10 位 只限于 C8051F022/3 ...................................................................................49 6.1 模拟多路开关和 PGA.............................................................................................................49 6.2 ADC 的工作方式 ..................................................................................................................50 6.2.1 启动转换........................................................................................................................50 6.2.2 跟踪方式........................................................................................................................51 6.2.3 建立时间要求.................................................................................................................52 6.3 ADC0 可编程窗口检测器 ....................................................................................................59 7. ADC1 8 位 ADC ..................................................................................................................65 7.1 模拟多路开关和 PGA.............................................................................................................65 7.2 ADC1 的工作方式 ................................................................................................................66 7.2.1 启动转换........................................................................................................................66 2 沈阳新华龙电子有限公司 电话: (024) 23930366 23895360 传真: 23940230
    C8051F020/1/2/3 混合信号 ISP FLASH 微控制器 7.2.2 跟踪方式........................................................................................................................66 7.2.3 建立时间要求.................................................................................................................68 8. 12 位电压输出 DAC...................................................................................................................73 8.1 DAC 输出更新 ......................................................................................................................73 8.1.1 根据软件命令更新输出.................................................................................................73 8.1.2 基于定时器溢出的输出更新.........................................................................................74 8.2 DAC 输出定标/调整.............................................................................................................74 9. 电压基准 C8051F020/2 .......................................................................................................79 10. 电压基准 C8051F021/3 .....................................................................................................81 11. 比较器........................................................................................................................................83 12. CIP-51 微控制器 .....................................................................................................................88 12.1 指令集 ...................................................................................................................................89 12.1.1 指令和CPU 时序...........................................................................................................89 12.1.2 MOVX 指令和程序存储器...........................................................................................89 12.2 存储器组织 ...........................................................................................................................93 12.2.1 程序存储器.....................................................................................................................93 12.2.2 数据存储器.....................................................................................................................94 12.2.3 通用寄存器.....................................................................................................................94 12.2.4 位寻址空间.....................................................................................................................94 12.2.5 堆栈................................................................................................................................94 12.2.6 特殊功能寄存器.............................................................................................................95 12.2.7 寄存器说明.....................................................................................................................99 12.3 中断系统 .............................................................................................................................102 12.3.1 MCU 中断源和中断向量...........................................................................................102 12.3.2 外部中断......................................................................................................................102 12.3.3 中断优先权...................................................................................................................104 12.3.4 中断响应时间...............................................................................................................104 12.3.5 中断寄存器说明...........................................................................................................104 12.4 电源管理方式 .....................................................................................................................111 12.4.1 等待方式...................................................................................................................... 111 12.4.2 停机方式...................................................................................................................... 111 13. 复位源 .......................................................................................................................................113 13.1 上电复位 .............................................................................................................................114 13.2 掉电复位 .............................................................................................................................114 13.3 外部复位 .............................................................................................................................114 13.4 软件强制复位 .....................................................................................................................115 沈阳新华龙电子有限公司 电话: (024) 23930366 23895360 传真: 23940230 3
    C8051F020/1/2/3 混合信号 ISP FLASH 微控制器 13.5 时钟丢失检测器复位..........................................................................................................115 13.6 比较器 0 复位......................................................................................................................115 13.7 外部 CNVSTR 引脚复位....................................................................................................115 13.8 看门狗定时器复位..............................................................................................................115 13.8.1 允许/复位WDT............................................................................................................116 13.8.2 禁止WDT .....................................................................................................................116 13.8.3 禁止WDT 锁定............................................................................................................116 13.8.4 设置WDT 定时间隔.....................................................................................................116 14. 振荡器 .......................................................................................................................................119 14.1 外部晶体举例 .....................................................................................................................122 14.2 外部 RC 举例 ......................................................................................................................122 14.3 外部电容举例 .....................................................................................................................122 15. FLASH 存储器 ..........................................................................................................................123 15.1 FLASH 存储器编程..........................................................................................................123 15.2 非易失性数据存储............................................................................................................124 15.3 安全选项 ...........................................................................................................................124 16 外部数据存储器接口和片内 XRAM .....................................................................................128 16.1 访问 XRAM ........................................................................................................................128 16.1.1 16 位MOVX 示例......................................................................................................128 16.1.2 8 位MOVX 示例........................................................................................................128 16.2 配置外部存储器接口..........................................................................................................129 16.3 端口选择和配置..................................................................................................................129 16.4 复用和非复用选择..............................................................................................................131 16.4.1 复用方式配置...............................................................................................................131 16.4.2 非复用方式配置...........................................................................................................132 16.5 存储器模式选择..................................................................................................................133 16.5.1 只用内部XRAM...........................................................................................................133 16.5.2 无块选择的分片模式...................................................................................................133 16.5.3 带块选择的分片模式...................................................................................................134 16.5.4 只用外部存储器...........................................................................................................134 16.6 时序 .....................................................................................................................................135 16.6.1 非复用方式...................................................................................................................136 16.6.2 复用方式......................................................................................................................139 17. 端口输入/输出 ..........................................................................................................................143 17.1 端口 0 – 3 和优先权交叉开关译码器................................................................................144 17.1.1 交叉开关引脚分配........................................................................................................145 17.1.2 配置端口引脚的输出方式...........................................................................................146 17.1.3 配置端口引脚为数字输入...........................................................................................146 4 沈阳新华龙电子有限公司 电话: (024) 23930366 23895360 传真: 23940230
    C8051F020/1/2/3 混合信号 ISP FLASH 微控制器 17.2 端口 4-7 只对 C8051F020/2 17.1.4 外部中断 IE6 和IE7 .............................................................................................146 17.1.5 弱上拉..........................................................................................................................147 17.1.6 配置端口1 的引脚为模拟输入 AIN.[7:0] ...........................................................147 17.1.7 外部存储器接口引脚分配...........................................................................................147 17.1.8 交叉开关引脚分配示例...............................................................................................150 .........................................................................................159 17.2.1 配置无引出脚的端口...................................................................................................159 17.2.2 配置端口引脚的输出方式...........................................................................................159 17.2.3 配置端口引脚为数字输入...........................................................................................160 17.2.4 弱上拉..........................................................................................................................160 17.2.5 外部存储器接口...........................................................................................................160 18. SMBUS.......................................................................................................................................164 18.1 支持文档 .............................................................................................................................165 18.2 SMBUS 协议 ......................................................................................................................166 18.2.1 总线仲裁......................................................................................................................166 18.2.2 时钟低电平扩展...........................................................................................................167 18.2.3 SCL 低电平超时.........................................................................................................167 18.2.4 SCL 高电平 SMBus 空闲 超时.............................................................................167 18.3 SMBUS 数据传输方式 ......................................................................................................167 18.3.1 主发送器方式...............................................................................................................167 18.3.2 主接收器方式...............................................................................................................168 18.3.3 从发送器方式...............................................................................................................168 18.3.4 从接收器方式...............................................................................................................169 18.4 SMBUS 特殊功能寄存器 ..................................................................................................169 18.4.1 控制寄存器...................................................................................................................169 18.4.2 时钟速率寄存器............................................................................................................172 18.4.3 数据寄存器...................................................................................................................172 18.4.4 地址寄存器...................................................................................................................173 18.4.5 状态寄存器...................................................................................................................173 19. 串行外设接口总线 ...................................................................................................................176 19.1 信号说明 .............................................................................................................................177 19.1.1 主输出 从输入 MOSI .........................................................................................177 19.1.2 主输入 从输出 MISO .........................................................................................177 19.1.3 串行时钟 SCK .......................................................................................................177 19.1.4 从选择 NSS ............................................................................................................177 19.2 SPI0 操作...........................................................................................................................178 19.3 串行时钟时序 .....................................................................................................................179 19.4 SPI 特殊功能寄存器.........................................................................................................180 20. UART0 .......................................................................................................................................183 沈阳新华龙电子有限公司 电话: (024) 23930366 23895360 传真: 23940230 5
    C8051F020/1/2/3 混合信号 ISP FLASH 微控制器 20.1 UART0 工作方式..............................................................................................................184 20.1.1 方式0 同步方式........................................................................................................184 20.1.2 方式1 8 位UART 可变波特率..............................................................................185 20.1.3 方式2 9 位UART 固定波特率..............................................................................186 20.1.4 方式3 9 位UART 可变波特率..............................................................................187 20.2 多机通信 .............................................................................................................................187 20.3 帧错误和传输错误检测......................................................................................................188 21. UART1 .......................................................................................................................................192 21.1 UART1 工作方式..............................................................................................................193 21.1.1 方式0 同步方式........................................................................................................193 21.1.2 方式1 8 位UART 可变波特率..............................................................................194 21.1.3 方式2 9 位UART 固定波特率..............................................................................195 21.1.4 方式3 9 位UART 可变波特率..............................................................................196 21.2 多机通信 .............................................................................................................................196 21.3 帧错误和传输错误检测......................................................................................................197 22. 定时器 .......................................................................................................................................201 22.1 定时器 0 和定时器 1............................................................................................................202 22.1.1 方式0 13 位计数器/定时器......................................................................................202 22.1.2 方式1 16 位计数器/定时器......................................................................................204 22.1.3 方式2 8 位自动重装载的计数器/定时器................................................................204 22.1.4 方式3 两个8 位计数器/定时器 仅定时器0 ....................................................205 22.2 定时器 2 ..............................................................................................................................209 22.2.1 方式0 带捕捉的16 位计数器/定时器.....................................................................210 22.2.2 方式1 自动重装载的16 位计数器/定时器.............................................................211 22.2.3 方式2 波特率发生器................................................................................................212 22.3 定时器 3 ..............................................................................................................................215 22.4 定时器 4 ..............................................................................................................................218 22.4.1 方式0 带捕捉的16 位计数器/定时器.....................................................................219 22.4.2 方式1 自动重装载的16 位计数器/定时器.............................................................220 22.4.3 方式2 波特率发生器................................................................................................221 23. 可编程计数器阵列 ...................................................................................................................224 23.1 PCA 计数器/定时器..........................................................................................................225 23.2 捕捉/比较模块 ....................................................................................................................226 23.2.1 边沿触发的捕捉方式.......................................................................................................227 23.2.2 软件定时器 比较 方式...............................................................................................228 23.2.3 高速输出方式...................................................................................................................229 23.2.4 频率输出方式...................................................................................................................230 23.2.5 8 位脉宽调制器方式......................................................................................................231 6 沈阳新华龙电子有限公司 电话: (024) 23930366 23895360 传真: 23940230
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