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C8051F340单片机数据手册中文版（PDF）.pdf
1 . 系统概述
1.1 CIP-51TM 微控制器核
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 通用串行总线控制器
1.4 稳压器
1.5 片内调试电路
1.6 可编程数字I/O和交叉开关
1.7 串行端口
1.8 可编程计数器阵列
1.9 10位模/数转换器
1.10 比较器
2. 极限参数
3. 总体直流电气特性
4. 引脚和封装定义
5. 10位ADC（ADC0）
5.1 模拟多路选择器
5.2 温度传感器
5.3 工作方式
5.3.1 转换启动方式
5.3.2 跟踪方式
5.3.3 建立时间要求
5.4 可编程窗口检测器
5.4.1 单端方式下的窗口检测器
5.4.2 差分方式下的窗口检测器
6. 电压基准
7. 比较器
8. 稳压器（REG0）
8.1 稳压器方式选择
8.2 VBUS检测
9. CIP-51 微控制器
9.1 指令集
9.1.1 指令和CPU时序
9.1.2 MOVX指令和程序存储器
9.2 存储器组织
9.2.1 程序存储器
9.2.2 数据存储器
9.2.3 通用寄存器
9.2.4 位寻址空间
9.2.5 堆栈
9.2.6 特殊功能寄存器
9.2.7 寄存器说明
9.3 中断系统
9.3.1 MCU中断源和中断向量
9.3.2 外部中断
9.3.3 中断优先级
9.3.4 中断响应时间
9.3.5 中断寄存器说明
9.4 电源管理方式
9.4.1 空闲方式
9.4.2 停机方式
10. 指令预取引擎
11. 复位源
11.1 上电复位
11.2 掉电复位/VDD监视器
11.3 外部复位
11.4 时钟丢失检测器复位
11.5 比较器0复位
11.6 PCA看门狗定时器复位
11.7 FLASH错误复位
11.8 软件复位
11.9 USB复位
12. FLASH存储器
12.1 FLASH存储器编程
12.1.1 FLASH锁定和关键码功能
12.1.2 FLASH擦除
12.1.3 FLASH写
12.2 非易失性数据存储
12.3 安全选项
13．外部数据存储器接口和片内XRAM
13.1 访问XRAM
13.1.1 16位MOVX示例
13.1.2 8位MOVX示例
13.2访问USB FIFO空间
13.3 配置外部存储器接口
13.4 端口配置
13.5 复用和非复用选择
13.5.1 复用方式配置
13.5.2 非复用方式配置
13.6 存储器模式选择
13.6.1 只用内部XRAM
13.6.2 无块选择的分片模式
13.6.3 带块选择的分片模式
13.6.4 只用外部存储器
13.7 EMIF时序
13.7.1 非复用方式
13.7.2 复用方式
14. 振荡器
14.1 可编程内部高频振荡器
14.1.1 内部高频振荡器挂起方式
14.2 可编程内部低频（L-F）振荡器
14.2.1内部L-F振荡器标定
14.3 外部振荡器驱动电路
14.3.1 外部振荡器作为定时器的时钟
14.3.2 外部晶体示例
14.3.3 外部RC示例
14.3.4 外部电容示例
14.4 4倍时钟乘法器
14.5 系统时钟和USB时钟选择
14.5.1 系统时钟选择
14.5.2 USB时钟选择
15. 端口输入/输出
15.1 优先权交叉开关译码器
15.2 端口I/O初始化
15.3 通用端口I/O
16. 通用串行总线控制器（USB0）
16.1 端点地址
16.2 USB收发器
16.3 USB寄存器访问
16.4 USB时钟配置
16.5 FIFO管理
16.5.1 FIFO分割方式
16.5.2 FIFO双缓冲
16.5.3 FIFO访问
16.6 功能地址
16.7 功能配置和控制
16.8 中断
16.9 串行接口引擎
16.10 端点0
16.10.1 端点0 SETUP传输
16.10.2 端点0 IN传输
16.10.3 端点0 OUT传输
16.11端点1~3配置
16.12端点1~3输入（IN）控制
16.12.1 端点1~3输入（IN）中断或批量方式
16.12.2 端点1~3输入（IN）同步方式
16.13 控制端点1~3输出（OUT）
16.13.1 端点1~3输出（OUT）中断或批量方式
16.13.2 端点1~3输出（OUT）同步方式
17. SMBus
17.1 支持文档
17.2 SMBus配置
17.3 SMBus操作
17.3.1 总线仲裁
17.3.2 时钟低电平扩展
17.3.3 SCL低电平超时
17.3.4 SCL高电平（SMBus空闲）超时
17.4 SMBus的使用
17.4.1 SMBus配置寄存器
17.4.2 SMB0CN控制寄存器
17.4.3 数据寄存器
17.5 SMBus传输方式
17.5.1 主发送器方式
17.5.2 主接收器方式
17.5.3 从接收器方式
17.5.4 从发送器方式
17.6 SMBus状态译码
18. UART0
18.1 增强的波特率发生器
18.2 工作方式
18.2.1 8位UART
18.2.2 9位UART
18.3 多机通信
19. UART1（仅C8051F340/1/4/5）
19.1波特率发生器
19.2 数据格式
19.3 配置和操作
19.3.1 数据发送
19.3.2 数据接收
19.3.3 多机通信
20. 增强型串行外设接口（SPI0）
20.1 信号说明
20.1.1 主输出、从输入（MOSI）
20.1.2 主输入、从输出（MISO）
20.1.3 串行时钟（SCK）
20.1.4 从选择（NSS）
20.2 SPI0主方式
20.3 SPI0从方式
20.4 SPI0中断源
20.5 串行时钟时序
20.6 SPI特殊功能寄存器
21. 定时器
21.1定时器0和定时器1
21.1.1 方式0 — 13位计数器/定时器
21.1.2 方式1 — 16位计数器/定时器
21.1.3 方式2 — 自动重装载的8位计数器/定时器
21.1.4 方式3 — 两个8位计数器/定时器（仅定时器0）
21.2 定时器2
21.2.1 16位自动重装载方式
21.2.2 8位自动重装载定时器方式
21.2.3 USB帧起始捕捉或LFO下降沿捕捉方式
21.3 定时器3
21.3.1 16位自动重装载方式
21.3.2 8位自动重装载定时器方式
21.3.3 USB帧起始捕捉方式
22. 可编程计数器阵列（PCA0）
22.1 PCA计数器/定时器
22.2 捕捉/比较模块
22.2.1 边沿触发的捕捉方式
22.2.2 软件定时器方式
22.2.3 高速输出方式
22.2.4 频率输出方式
22.2.5 8位脉宽调制器方式
22.2.6 16位脉宽调制器方式
22.3 看门狗定时器方式
22.3.1 看门狗定时器操作
22.3.2 看门狗定时器的使用
22.4 PCA寄存器说明
23. C2接口
23.1 C2接口寄存器
23.2 C2引脚共享
C8051F340/1/2/3/4/5/6/7
全速 USB FLASH 微控制器
C8051F340/1/2/3/4/5/6/7
全速 USB FLASH 微控制器
数 据 手 册
潘 琢 金 译
Rev 0.5 2006.01
版权所有
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1
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全速 USB 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
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中摘抄本手册内容。
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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：024-86141552，13066535936
Email：panzhuojin@sina.com 或 panzhj@syiae.edu.cn
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模拟外设
−
10 位 ADC
转换速率可达 200ksps
内建模拟多路器，单端或差分输入
VREF 可在内部 VREF、外部引脚或 VDD
中选择
内置温度传感器
外部转换启动输入
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
− 有 48MIPS 和 25MIPS 两种版本
− 扩展的中断系统
存储器
−
−
4352 或 2304 B 数据 RAM
64 或 32KB FLASH；可在系统编程，扇区大小
为 512 字节
数字外设
−
− 硬件增强型 SPI、SMBus 和 1 或 2 个增强型
40/25 个端口 I/O；均耐 5V 电压，大灌电流
−
−
UART 串口
4 个通用 16 位计数器/定时器
16 位可编程计数器/定时器阵列（PCA），有 5
个捕捉/比较模块
− 外部存储器接口（EMIF）
时钟源
− 内部振荡器：0.25%的精度( 时钟恢复被使能
时)。支持所有 USB 和 UART 工作方式
− 外部振荡器：晶体、RC、C、或外部时钟（1
或 2 引脚方式）
− 低频（80KHz）内部振荡器
− 可在运行中切换时钟源
封装
−
−
温度范围：-40°C - +85°C
48 脚 TQFP（C8051F340/1/4/5）
32 脚 LQFP（C8051F342/3/6/7）
− 两个比较器
− 内部电压基准
− 上电复位/掉电检测器
USB 控制器
− 符合 USB 规范 2.0 版
− 全速(12Mbps)或低速(1.5Mbps)
− 集成时钟恢复电路；无需外部晶体
− 支持 8 个端点
−
1KB USB 缓存
− 集成收发器；无需外部电阻
在片调试
− 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/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
真系统有更优越的性能
电压调整器输入：2.7V - 5.25V
− 使用片内电压调整器时，支持的电压范围为
3.6~5.25V
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C8051F340/1/2/3/4/5/6/7 全速 USB FLASH 微控制器
1 . 系统概述 ........................................................................................................................................1
1.1 CIP-51TM 微控制器核.............................................................................................................5
1.1.1 与8051 完全兼容...............................................................................................................5
1.1.2 速度提高............................................................................................................................5
1.1.3 增加的功能.........................................................................................................................5
1.2 片内存储器................................................................................................................................7
1.3 通用串行总线控制器................................................................................................................8
1.4 稳压器........................................................................................................................................8
1.5 片内调试电路............................................................................................................................9
1.6 可编程数字I/O和交叉开关.....................................................................................................10
1.7 串行端口..................................................................................................................................11
1.8 可编程计数器阵列..................................................................................................................11
1.9 10 位模/数转换器.....................................................................................................................12
1.10 比较器....................................................................................................................................13
2. 极限参数 .......................................................................................................................................14
3. 总体直流电气特性 .......................................................................................................................15
4. 引脚和封装定义 ...........................................................................................................................16
5. 10 位ADC（ADC0） ....................................................................................................................22
5.1 模拟多路选择器......................................................................................................................23
5.2 温度传感器..............................................................................................................................24
5.3 工作方式..................................................................................................................................26
5.3.1 转换启动方式...................................................................................................................26
5.3.2 跟踪方式..........................................................................................................................27
5.3.3 建立时间要求.................................................................................................................28
5.4 可编程窗口检测器 ................................................................................................................33
5.4.1 单端方式下的窗口检测器...............................................................................................34
5.4.2 差分方式下的窗口检测器...............................................................................................35
6. 电压基准 .......................................................................................................................................38
7. 比较器 ...........................................................................................................................................41
8. 稳压器（REG0）.........................................................................................................................50
8.1 稳压器方式选择......................................................................................................................50
8.2 VBUS检测 ................................................................................................................................50
2 新华龙电子有限公司 电话: 0755-83645240 83645242 传真: 0755-83645243
C8051F340/1/2/3/4/5/6/7 全速 USB FLASH 微控制器
9. CIP-51 微控制器 ..........................................................................................................................54
9.1 指令集......................................................................................................................................55
9.1.1 指令和CPU时序...............................................................................................................55
9.1.2 MOVX指令和程序存储器..............................................................................................55
9.2 存储器组织..............................................................................................................................60
9.2.1 程序存储器.......................................................................................................................60
9.2.2 数据存储器.......................................................................................................................60
9.2.3 通用寄存器.......................................................................................................................61
9.2.4 位寻址空间.......................................................................................................................61
9.2.5 堆栈..................................................................................................................................61
9.2.6 特殊功能寄存器...............................................................................................................62
9.2.7 寄存器说明.......................................................................................................................67
9.3 中断系统..................................................................................................................................70
9.3.1 MCU中断源和中断向量................................................................................................70
9.3.2 外部中断..........................................................................................................................70
9.3.3 中断优先级.......................................................................................................................71
9.3.4 中断响应时间...................................................................................................................71
9.3.5 中断寄存器说明...............................................................................................................73
9.4 电源管理方式..........................................................................................................................79
9.4.1 空闲方式..........................................................................................................................79
9.4.2 停机方式..........................................................................................................................79
10. 指令预取引擎 .............................................................................................................................81
11. 复位源..........................................................................................................................................82
11.1 上电复位................................................................................................................................83
11.2 掉电复位/VDD监视器 ..........................................................................................................84
11.3 外部复位................................................................................................................................85
11.4 时钟丢失检测器复位 ............................................................................................................85
11.5 比较器 0 复位........................................................................................................................85
11.6 PCA看门狗定时器复位.......................................................................................................85
11.7 FLASH错误复位..................................................................................................................85
11.8 软件复位................................................................................................................................86
11.9 USB复位.................................................................................................................................86
12. FLASH存储器 .............................................................................................................................89
12.1 FLASH存储器编程..............................................................................................................89
12.1.1 FLASH锁定和关键码功能...........................................................................................89
12.1.2 FLASH擦除...................................................................................................................89
12.1.3 FLASH写.......................................................................................................................90
12.2 非易失性数据存储 ..............................................................................................................91
新华龙电子有限公司 电话: 0755-83645240 83645242 传真: 0755-83645243
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C8051F340/1/2/3/4/5/6/7 全速 USB FLASH 微控制器
12.3 安全选项 ..............................................................................................................................92
13．外部数据存储器接口和片内XRAM ........................................................................................97
13.1 访问XRAM............................................................................................................................97
13.1.1 16 位MOVX示例..........................................................................................................97
13.1.2 8 位MOVX示例............................................................................................................97
13.2 访问USB FIFO空间 ...............................................................................................................98
13.3 配置外部存储器接口..........................................................................................................100
13.4 端口配置..............................................................................................................................100
13.5 复用和非复用选择..............................................................................................................103
13.5.1 复用方式配置...............................................................................................................103
13.5.2 非复用方式配置...........................................................................................................104
13.6 存储器模式选择..................................................................................................................105
13.6.1 只用内部XRAM............................................................................................................105
13.6.2 无块选择的分片模式...................................................................................................105
13.6.3 带块选择的分片模式...................................................................................................106
13.6.4 只用外部存储器...........................................................................................................106
13.7 EMIF时序...........................................................................................................................106
13.7.1 非复用方式...................................................................................................................108
13.7.2 复用方式...................................................................................................................... 111
14. 振荡器 .......................................................................................................................................115
14.1 可编程内部高频振荡器......................................................................................................116
14.1.1 内部高频振荡器挂起方式.........................................................................................116
14.2 可编程内部低频（L-F）振荡器 ........................................................................................117
14.2.1 内部L-F振荡器标定......................................................................................................117
14.3 外部振荡器驱动电路..........................................................................................................119
14.3.1 外部振荡器作为定时器的时钟...................................................................................119
14.3.2 外部晶体示例...............................................................................................................119
14.3.3 外部RC示例.................................................................................................................120
14.3.4 外部电容示例...............................................................................................................120
14.4 4 倍时钟乘法器 .................................................................................................................122
14.5 系统时钟和USB时钟选择 ..................................................................................................123
14.5.1 系统时钟选择...............................................................................................................123
14.5.2 USB时钟选择................................................................................................................123
15. 端口输入/输出 ..........................................................................................................................126
15.1 优先权交叉开关译码器......................................................................................................128
15.2 端口I/O初始化.....................................................................................................................131
15.3 通用端口I/O.........................................................................................................................134
16. 通用串行总线控制器（USB0）..............................................................................................142
4 新华龙电子有限公司 电话: 0755-83645240 83645242 传真: 0755-83645243
C8051F340/1/2/3/4/5/6/7 全速 USB FLASH 微控制器
16.1 端点地址..............................................................................................................................143
16.2 USB收发器 ........................................................................................................................143
16.3 USB寄存器访问.................................................................................................................145
16.4 USB时钟配置 ....................................................................................................................149
16.5 FIFO管理............................................................................................................................150
16.5.1 FIFO分割方式..............................................................................................................150
16.5.2 FIFO双缓冲..................................................................................................................151
16.5.3 FIFO访问......................................................................................................................151
16.6 功能地址..............................................................................................................................152
16.7 功能配置和控制..................................................................................................................152
16.8 中断......................................................................................................................................156
16.9 串行接口引擎......................................................................................................................160
16.10 端点 0.................................................................................................................................160
16.10.1 端点0 SETUP传输.....................................................................................................161
16.10.2 端点0 IN传输.............................................................................................................161
16.10.3 端点0 OUT传输.........................................................................................................162
16.11 端点 1~3 配置 ....................................................................................................................164
16.12 端点 1~3 输入（IN）控制 ................................................................................................164
16.12.1 端点1~3 输入（IN）中断或批量方式.....................................................................164
16.12.2 端点1~3 输入（IN）同步方式.................................................................................165
16.13 控制端点 1~3 输出（OUT）............................................................................................168
16.13.1 端点1~3 输出（OUT）中断或批量方式.................................................................168
16.13.2 端点1~3 输出（OUT）同步方式.............................................................................168
17. SMBUS.......................................................................................................................................172
17.1 支持文档..............................................................................................................................173
17.2 SMBUS配置........................................................................................................................173
17.3 SMBUS操作........................................................................................................................174
17.3.1 总线仲裁......................................................................................................................174
17.3.2 时钟低电平扩展...........................................................................................................175
17.3.3 SCL低电平超时..........................................................................................................175
17.3.4 SCL高电平（SMBus空闲）超时...............................................................................175
17.4 SMBUS的使用....................................................................................................................175
17.4.1 SMBus配置寄存器.....................................................................................................176
17.4.2 SMB0CN控制寄存器.................................................................................................179
17.4.3 数据寄存器...................................................................................................................182
17.5 SMBUS传输方式................................................................................................................183
17.5.1 主发送器方式...............................................................................................................183
17.5.2 主接收器方式...............................................................................................................184
17.5.3 从接收器方式...............................................................................................................185
17.5.4 从发送器方式...............................................................................................................186
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C8051F340/1/2/3/4/5/6/7 全速 USB FLASH 微控制器
17.6 SMBUS状态译码................................................................................................................187
18. UART0 .......................................................................................................................................189
18.1 增强的波特率发生器..........................................................................................................190
18.2 工作方式..............................................................................................................................192
18.2.1 8 位UART....................................................................................................................192
18.2.2 9 位UART....................................................................................................................193
18.3 多机通信..............................................................................................................................194
19. UART1（仅C8051F340/1/4/5）...............................................................................................197
19.1 波特率发生器 ......................................................................................................................197
19.2 数据格式..............................................................................................................................198
19.3 配置和操作..........................................................................................................................200
19.3.1 数据发送.....................................................................................................................200
19.3.2 数据接收......................................................................................................................200
19.3.3 多机通信......................................................................................................................201
20. 增强型串行外设接口（SPI0） ...............................................................................................206
20.1 信号说明..............................................................................................................................207
20.1.1 主输出、从输入（MOSI）.........................................................................................207
20.1.2 主输入、从输出（MISO）.........................................................................................207
20.1.3 串行时钟（SCK）.......................................................................................................207
20.1.4 从选择（NSS）............................................................................................................207
20.2 SPI0 主方式 .......................................................................................................................209
20.3 SPI0 从方式 .......................................................................................................................210
20.4 SPI0 中断源 .......................................................................................................................210
20.5 串行时钟时序......................................................................................................................211
20.6 SPI特殊功能寄存器...........................................................................................................215
21. 定时器 .......................................................................................................................................221
21.1 定时器 0 和定时器 1............................................................................................................221
21.1.1 方式0 — 13 位计数器/定时器....................................................................................221
21.1.2 方式1 — 16 位计数器/定时器....................................................................................223
21.1.3 方式2 — 自动重装载的8 位计数器/定时器............................................................223
21.1.4 方式3 — 两个8 位计数器/定时器（仅定时器0）.................................................224
21.2 定时器 2...............................................................................................................................229
21.2.1 16 位自动重装载方式................................................................................................229
21.2.2 8 位自动重装载定时器方式......................................................................................230
21.2.3 USB帧起始捕捉或LFO下降沿捕捉方式..................................................................231
21.3 定时器 3...............................................................................................................................235
21.3.1 16 位自动重装载方式................................................................................................235
21.3.2 8 位自动重装载定时器方式......................................................................................236
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