C8051F120单片机中文数据手册.pdf

发布时间：2022-06-25 发布人：admin 分类：说明书资料大小：2.06M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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C8051F120/1/2/3/4/5/6/7 C8051F130/1/2/3 混合信号 ISP FLASH 微控制器 C8051F120/1/2/3/4/5/6/7 C8051F130/1/2/3 系列混合信号 ISP FLASH 微控制器数据手册潘琢金译 Rev 1.3 2004.12 版权所有新华龙电子有限公司电话: 0755-83645240 83645242 传真: 0755-83645243

C8051F120/1/2/3/4/5/6/7 C8051F130/1/2/3 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。任何单位和个人未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。原文中比较明显的错误已经在译文中更正。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学院潘琢金电话：024-86802267，13066535936 Email：panzhuojin@sina.com 或 panzhj@syiae.edu.cn 新华龙电子有限公司电话: 0755-83645240 83645242 传真: 0755-83645243

C8051F120/1/2/3/4/5/6/7 C8051F130/1/2/3 混合信号 ISP FLASH 微控制器模拟外设 − 10 或 12 位 SAR ADC ±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内置温度传感器 8 位 SAR ADC（仅 F12x）可编程转换速率，最大 500ksps 8 个外部输入（单端或差分）可编程放大器增益：4、2、1、0.5 − 两个 12 位 DAC（仅 F12x）可用定时器触发同步输出，用于产生无抖动波形 − 两个模拟比较器 − 电压基准 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、非侵入式的在片/在系统调试 − 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 − 完全的开发套件 100 脚 TQFP 和 64 脚 TQFP 封装 − 温度范围：-40°C - +85°C 模拟外设 VREF X U M A PGA + - + - 电压比较器 X U M A PGA 8位 500ksps ADC 仅C8051F12x 10/12位 100ksps ADC 温度传感器 12位 DAC 12位 DAC 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 − 使用内部集成 PLL 时速度可达 100 或 50MIPS − 2 周期 16 x 16 MAC 引擎（仅 C8051F120/1/2/3 和 C8051F130/1/2/3）存储器 − − 8448 字节内部数据 RAM（8K + 256） 128KB 或 64KB 分区 FLASH；可以在系统编程，扇区大小为 1024 字节 − 外部 64KB 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 − − − 可同时使用的硬件 SMBus(I2CTM 兼容)、SPITM 及两 8 个 8 位宽端口 I/O（100TQFP），耐 5V 4 个 8 位宽端口 I/O（64TQFP），耐 5V 个 UART 串行端口 − 可编程的 16 位计数器/定时器阵列，有 6 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 − 内部精确振荡器：24.5MHz − 可灵活配置的 PLL − 外部振荡器：晶体、RC、C、或外部时钟供电电压 − 电源范围：2.7-3.6V(50MIPS) 3.0-3.6V(100MIPS) − 节电休眠和停机方式数字 I/O UART0 UART1 SMBus SPI总线 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端口 0 端口 1 端口 2 端口 3 端口 4 端口 5 端口 6 端口 7 64 脚 100 脚高速微控制器核 8051 CPU (50 或 100MIPS) 128/64KB ISP FLASH 8448 B 16 x 16 MAC SRAM (F120/1/2/3,F13x) 20 个中断调试电路时钟/PLL电路 JTAG 新华龙电子有限公司电话: 0755-83645240 83645242 传真: 0755-83645243 1

C8051F120/1/2/3/4/5/6/7 C8051F130/1/2/3 混合信号 ISP FLASH 微控制器目录 1 . 系统概述...................................................................................................................................................1 1.1 CIP-51TM 微控制器核 .....................................................................................................................9 1.1.1 与8051 完全兼容.........................................................................................................................9 1.1.2 速度提高.......................................................................................................................................9 1.1.3 增加的功能.................................................................................................................................10 1.2 片内存储器........................................................................................................................................ 11 1.3 JTAG 调试和边界扫描 ......................................................................................................................12 1.4 16 X16 MAC（乘法和累加）引擎....................................................................................................13 1.5 可编程数字 I/O 和交叉开关.............................................................................................................14 1.6 可编程计数器阵列............................................................................................................................15 1.7 串行端口............................................................................................................................................15 1.8 12 或 10 位模/数转换器..................................................................................................................16 1.9 8 位模/数转换器..............................................................................................................................17 1.10 12 位数/模转换器..........................................................................................................................18 1.11 比较器............................................................................................................................................19 2. 极限参数..................................................................................................................................................20 3. 总体直流电气特性..................................................................................................................................21 4. 引脚和封装定义......................................................................................................................................23 5. ADC0（12 位，仅 C8051F120/1/4/5）...............................................................................................35 5.1 模拟多路开关和 PGA.......................................................................................................................35 5.2 ADC 的工作方式 ............................................................................................................................36 5.2.1 启动转换...................................................................................................................................36 5.2.2 跟踪方式...................................................................................................................................37 5.2.3 建立时间要求...........................................................................................................................38 5.3 ADC0 可编程窗口检测器...............................................................................................................45 6. ADC0（10 位，仅 C8051F122/3/6/7 和 C8051F13X）.....................................................................52 6.1 模拟多路开关和 PGA .......................................................................................................................52 6.2 ADC 的工作方式 ............................................................................................................................53 6.2.1 启动转换...................................................................................................................................53 6.2.2 跟踪方式...................................................................................................................................54 6.2.3 建立时间要求...........................................................................................................................55 6.3 ADC0 可编程窗口检测器...............................................................................................................62 7. ADC2（8 位 ADC）.............................................................................................................................68 7.1 模拟多路开关和 PGA.......................................................................................................................68 新华龙电子有限公司电话: 0755-83645240 83645242 传真: 0755-83645243 1

C8051F120/1/2/3/4/5/6/7 C8051F130/1/2/3 混合信号 ISP FLASH 微控制器 7.2 ADC2 的工作方式 ..........................................................................................................................69 7.2.1 启动转换...................................................................................................................................69 7.2.2 跟踪方式...................................................................................................................................69 7.2.3 建立时间要求...........................................................................................................................71 7.3 ADC2 可编程窗口检测器...............................................................................................................77 7.3.1 单端方式下的窗口检测器.......................................................................................................77 7.3.2 差分方式下的窗口检测器.......................................................................................................78 8. 12 位电压输出 DAC（仅 C8051F12X） ............................................................................................80 8.1 DAC 输出更新 ................................................................................................................................80 8.1.1 根据软件命令更新输出...........................................................................................................81 8.1.2 基于定时器溢出的输出更新...................................................................................................81 8.2 DAC 输出定标/调整 .......................................................................................................................81 9. 电压基准................................................................................................................................................86 9.1 C8051F120/2/4/6 的电压基准配置.................................................................................................86 9.2 C8051F121/3/5/7 的电压基准.........................................................................................................89 9.3 C8051F130/1/2/3 的电压基准.........................................................................................................91 10. 比较器..................................................................................................................................................95 11. CIP-51 微控制器..............................................................................................................................102 11.1 指令集............................................................................................................................................103 11.1.1 指令和CPU 时序...................................................................................................................103 11.1.2 MOVX 指令和程序存储器...................................................................................................103 11.2 存储器组织....................................................................................................................................107 11.2.1 程序存储器.............................................................................................................................107 11.2.2 数据存储器.............................................................................................................................109 11.2.3 通用寄存器.............................................................................................................................109 11.2.4 位寻址空间.............................................................................................................................109 11.2.5 堆栈......................................................................................................................................... 110 11.2.6 特殊功能寄存器..................................................................................................................... 110 11.2.7 寄存器说明.............................................................................................................................126 11.3 中断系统........................................................................................................................................129 11.3.1 MCU 中断源和中断向量.....................................................................................................129 11.3.2 外部中断.................................................................................................................................129 11.3.3 中断优先级.............................................................................................................................131 11.3.4 中断响应时间.........................................................................................................................131 11.3.5 中断寄存器说明.....................................................................................................................132 11.4 电源管理方式................................................................................................................................138 11.4.1 空闲方式.................................................................................................................................138 11.4.2 停机方式.................................................................................................................................139 2 新华龙电子有限公司电话: 0755-83645240 83645242 传真: 0755-83645243

C8051F120/1/2/3/4/5/6/7 C8051F130/1/2/3 混合信号 ISP FLASH 微控制器 12. 乘法和累加引擎（MAC0） ..............................................................................................................140 12.1 特殊功能寄存器............................................................................................................................140 12.2 整数和小数运算............................................................................................................................141 12.3 乘法和累加工作方式....................................................................................................................142 12.4 乘法器工作方式.............................................................................................................................142 12.5 累加器移位操作.............................................................................................................................143 12.6 舍入和饱和.....................................................................................................................................143 12.7 用法举例.........................................................................................................................................144 13. 复位源..................................................................................................................................................151 13.1 上电复位........................................................................................................................................152 13.2 掉电复位........................................................................................................................................152 13.3 外部复位........................................................................................................................................153 13.4 软件强制复位................................................................................................................................153 13.5 时钟丢失检测器复位....................................................................................................................153 13.6 比较器 0 复位................................................................................................................................153 13.7 外部 CNVSTR0 引脚复位 ............................................................................................................153 13.8 看门狗定时器复位........................................................................................................................153 13.8.1 使能/复位WDT ......................................................................................................................154 13.8.2 禁止WDT ...............................................................................................................................154 13.8.3 禁止WDT 锁定......................................................................................................................154 13.8.4 设置WDT 定时间隔................................................................................................................154 14. 振荡器..................................................................................................................................................158 14.1 可编程内部振荡器........................................................................................................................159 14.2 外部振荡器驱动电路....................................................................................................................160 14.3 系统时钟选择................................................................................................................................160 14.4 外部晶体举例................................................................................................................................162 14.5 外部 RC 举例.................................................................................................................................162 14.6 外部电容举例................................................................................................................................162 14.7 锁相环（PLL）.............................................................................................................................163 14.7.1 PLL 输入时钟和预分频器......................................................................................................163 14.7.2 PLL 倍频和输出时钟..............................................................................................................163 14.7.3 上电和PLL 初始化................................................................................................................164 15. FLASH 存储器 ....................................................................................................................................168 15.1 FLASH 存储器编程 ....................................................................................................................168 15.1.1 非易失性数据存储.................................................................................................................169 15.1.2 软件擦除FLASH 页...............................................................................................................170 15.1.3 软件写FLASH 存储器...........................................................................................................171 15.2 安全选项......................................................................................................................................172 新华龙电子有限公司电话: 0755-83645240 83645242 传真: 0755-83645243 3

C8051F120/1/2/3/4/5/6/7 C8051F130/1/2/3 混合信号 ISP FLASH 微控制器 15.2.1 FLASH 安全选项小结.............................................................................................................175 16．转移地址高速缓存.............................................................................................................................179 16.1 高速缓存和指令预取操作............................................................................................................179 16.2 高速缓存和指令预取优化............................................................................................................180 17．外部数据存储器接口和片内 XRAM................................................................................................186 17.1 访问 XRAM...................................................................................................................................186 17.1.1 16 位MOVX 示例.................................................................................................................186 17.1.2 8 位MOVX 示例...................................................................................................................186 17.2 配置外部存储器接口....................................................................................................................187 17.3 端口选择和配置............................................................................................................................187 17.4 复用和非复用选择........................................................................................................................190 17.4.1 复用方式配置.........................................................................................................................190 17.4.2 非复用方式配置.....................................................................................................................191 17.5 存储器模式选择............................................................................................................................192 17.5.1 只用内部XRAM .....................................................................................................................192 17.5.2 无块选择的分片模式.............................................................................................................192 17.5.3 带块选择的分片模式.............................................................................................................193 17.5.4 只用外部存储器.....................................................................................................................193 17.6 时序................................................................................................................................................193 17.6.1 非复用方式.............................................................................................................................195 17.6.2 复用方式.................................................................................................................................198 18. 端口输入/输出.....................................................................................................................................202 18.1 端口 0 – 3 和优先权交叉开关译码器..........................................................................................204 18.1.1 交叉开关引脚分配..................................................................................................................204 18.1.2 配置端口引脚的输出方式.....................................................................................................205 18.1.3 配置端口引脚为数字输入.....................................................................................................206 18.1.4 弱上拉.....................................................................................................................................206 18.1.5 配置端口1 的引脚为模拟输入（AIN.[7:0]）.....................................................................206 18.1.6 外部存储器接口引脚分配.....................................................................................................207 18.1.7 交叉开关引脚分配示例.........................................................................................................209 18.2 端口 4-7（仅限于 100 脚 TQFP 器件）.......................................................................................218 18.2.1 配置无引出脚的端口.............................................................................................................218 18.2.2 配置端口引脚的输出方式.....................................................................................................218 18.2.3 配置端口引脚为数字输入.....................................................................................................219 18.2.4 弱上拉.....................................................................................................................................219 18.2.5 外部存储器接口.....................................................................................................................219 19. SMBUS.................................................................................................................................................224 19.1 支持文档........................................................................................................................................225 4 新华龙电子有限公司电话: 0755-83645240 83645242 传真: 0755-83645243

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