片機(jī)補(bǔ)充課件

1、單片機(jī)原理及其應(yīng)用補(bǔ)充知識(shí)一：補(bǔ)充知識(shí)一：C8051F高速單片機(jī)高速單片機(jī)一、一、8位單片機(jī)發(fā)展之路位單片機(jī)發(fā)展之路 8位單片機(jī)誕生已近位單片機(jī)誕生已近30年，在眾多單片機(jī)中，年，在眾多單片機(jī)中，MCS-51以經(jīng)以經(jīng)典的體系結(jié)構(gòu)、極好的兼容性保持著典的體系結(jié)構(gòu)、極好的兼容性保持著8051內(nèi)核的生命延續(xù)，擔(dān)內(nèi)核的生命延續(xù)，擔(dān)當(dāng)當(dāng)8位位CPU內(nèi)核的重任。內(nèi)核的重任。1、嵌入式應(yīng)用中的、嵌入式應(yīng)用中的8位機(jī)現(xiàn)象位機(jī)現(xiàn)象 8位單片機(jī)誕生至今，始終是嵌入式低端應(yīng)用的主要機(jī)型位單片機(jī)誕生至今，始終是嵌入式低端應(yīng)用的主要機(jī)型，嵌入式系統(tǒng)主要是對(duì)外界物理參數(shù)進(jìn)行采集、處理，對(duì)外界對(duì)嵌入式系統(tǒng)主要是對(duì)外界物理參

2、數(shù)進(jìn)行采集、處理，對(duì)外界對(duì)象實(shí)現(xiàn)控制，并與操作者進(jìn)行人機(jī)交互等。時(shí)間響應(yīng)有限。象實(shí)現(xiàn)控制，并與操作者進(jìn)行人機(jī)交互等。時(shí)間響應(yīng)有限。 而現(xiàn)代通信技術(shù)要求單片機(jī)提高運(yùn)算速度。則可采用而現(xiàn)代通信技術(shù)要求單片機(jī)提高運(yùn)算速度。則可采用RISC結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)并行流水線作業(yè)，結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)并行流水線作業(yè)，CISC結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的C8051F采用采用CIP-8051結(jié)構(gòu)，使單周期指令速度提高到原結(jié)構(gòu)，使單周期指令速度提高到原8051的的12倍。倍。鑒于嵌入式低端應(yīng)用對(duì)象的有限響應(yīng)要求、嵌入式系統(tǒng)鑒于嵌入式低端應(yīng)用對(duì)象的有限響應(yīng)要求、嵌入式系統(tǒng)低端應(yīng)用的巨大市場(chǎng)以及低端應(yīng)用的巨大市場(chǎng)以及8位機(jī)具有的速度潛力，可以預(yù)期在位機(jī)具有

3、的速度潛力，可以預(yù)期在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，8位機(jī)仍然是嵌入式應(yīng)用中的主流機(jī)型。位機(jī)仍然是嵌入式應(yīng)用中的主流機(jī)型。 單片機(jī)原理及其應(yīng)用補(bǔ)充知識(shí)一：補(bǔ)充知識(shí)一：C8051F高速單片機(jī)高速單片機(jī)2、8位單片機(jī)中的位單片機(jī)中的80C51現(xiàn)象及現(xiàn)象及3次技術(shù)飛躍次技術(shù)飛躍在在8位單片機(jī)中，位單片機(jī)中，80C51系列歷史最長(zhǎng)，不斷更新，形成了系列歷史最長(zhǎng)，不斷更新，形成了既具有經(jīng)典性，又不乏生命力的一個(gè)單片機(jī)系列。總結(jié)既具有經(jīng)典性，又不乏生命力的一個(gè)單片機(jī)系列?？偨Y(jié)80C51系列的發(fā)展歷史，可以看出單片機(jī)的系列的發(fā)展歷史，可以看出單片機(jī)的3次技術(shù)飛躍次技術(shù)飛躍。2.1 從從MCS-51

4、到到MCU的第的第1次飛躍次飛躍Intel公司于公司于1980年推出的年推出的MCS-51奠定了單片機(jī)的經(jīng)典體系奠定了單片機(jī)的經(jīng)典體系結(jié)構(gòu)，但不久就放棄了進(jìn)一步發(fā)展計(jì)劃，并實(shí)施了結(jié)構(gòu)，但不久就放棄了進(jìn)一步發(fā)展計(jì)劃，并實(shí)施了8051的技術(shù)的技術(shù)開(kāi)放政策。無(wú)論從主觀因素還是客觀因素，都是明智之舉。因開(kāi)放政策。無(wú)論從主觀因素還是客觀因素，都是明智之舉。因?yàn)樵趧?chuàng)建一個(gè)完善的嵌入式計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)后，面臨的是不斷為在創(chuàng)建一個(gè)完善的嵌入式計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)后，面臨的是不斷滿足嵌入式對(duì)象要求的各種控制功能。在滿足嵌入式對(duì)象要求的各種控制功能。在8051實(shí)現(xiàn)開(kāi)放后，實(shí)現(xiàn)開(kāi)放后，PHILIPS公司公司著力發(fā)展著力發(fā)展

5、80C51的控制功能及外圍單元。將的控制功能及外圍單元。將MCS-51的單片微型計(jì)算機(jī)迅速地推進(jìn)到的單片微型計(jì)算機(jī)迅速地推進(jìn)到80C51的的MCU時(shí)代，形成了時(shí)代，形成了可滿足大量嵌入式應(yīng)用的單片機(jī)系列產(chǎn)品?？蓾M足大量嵌入式應(yīng)用的單片機(jī)系列產(chǎn)品。單片機(jī)原理及其應(yīng)用補(bǔ)充知識(shí)一：補(bǔ)充知識(shí)一：C8051F高速單片機(jī)高速單片機(jī)2.2 引領(lǐng)引領(lǐng)Flash ROM潮流的第潮流的第2次飛躍次飛躍當(dāng)前，單片機(jī)普遍采用當(dāng)前，單片機(jī)普遍采用Flash ROM技術(shù)，加速了單片機(jī)技技術(shù)，加速了單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展?；谛g(shù)的發(fā)展?；贔lash的的ISP/IAP技術(shù)，極大地改變了單片機(jī)應(yīng)技術(shù)，極大地改變了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)

6、構(gòu)模式以及開(kāi)發(fā)和運(yùn)行條件；在單片機(jī)中最早實(shí)現(xiàn)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式以及開(kāi)發(fā)和運(yùn)行條件；在單片機(jī)中最早實(shí)現(xiàn)Flash ROM技術(shù)的是技術(shù)的是ATMEL公司的公司的AT89Cxx系列系列。 2.3 內(nèi)核化內(nèi)核化SoC的第的第3次飛躍次飛躍當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)入當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)入SoC模式，在這個(gè)技術(shù)潮流中，模式，在這個(gè)技術(shù)潮流中，80C51又扮演了嵌入式系統(tǒng)內(nèi)核的重要角色。又扮演了嵌入式系統(tǒng)內(nèi)核的重要角色。 在在MCU向向SoC過(guò)渡的數(shù)、模混合集成的過(guò)程中：過(guò)渡的數(shù)、模混合集成的過(guò)程中： ADI公司公司推出了推出了ADC8xx系列，系列， Silabs公司公司則實(shí)現(xiàn)了完全則實(shí)現(xiàn)了完全SoC的的C80

7、51F系列。系列。單片機(jī)原理及其應(yīng)用補(bǔ)充知識(shí)一：補(bǔ)充知識(shí)一：C8051F高速單片機(jī)高速單片機(jī)3、C8051F對(duì)對(duì)80C51的技術(shù)突破的技術(shù)突破 當(dāng)前當(dāng)前Silabs公司的公司的C8051F系列，采用了許多新技術(shù)，性能系列，采用了許多新技術(shù)，性能大大超出當(dāng)前大大超出當(dāng)前8位單片機(jī)水平，甚至低端的位單片機(jī)水平，甚至低端的16位位DSP水平。水平。3.1、采用、采用CIP-51內(nèi)核大力提升內(nèi)核大力提升CISC結(jié)構(gòu)運(yùn)行速度結(jié)構(gòu)運(yùn)行速度普通普通MCS-51已成為已成為8位機(jī)中運(yùn)行最慢的系列。位機(jī)中運(yùn)行最慢的系列。DALLAS公公司和司和PHILIPS公司采用傳統(tǒng)的改變總線速度的辦法，將機(jī)器公司采用傳統(tǒng)的

8、改變總線速度的辦法，將機(jī)器周期從周期從12個(gè)縮短到個(gè)縮短到4個(gè)和個(gè)和6個(gè)，速度提升有限。個(gè)，速度提升有限。Silabs公司則設(shè)法在保持指令系統(tǒng)不變的情況下，實(shí)行指令公司則設(shè)法在保持指令系統(tǒng)不變的情況下，實(shí)行指令流水作業(yè)，推出了流水作業(yè)，推出了CIP-51的的CPU模式。在這種模式中，以時(shí)模式。在這種模式中，以時(shí)鐘周期為指令運(yùn)行單位。每個(gè)時(shí)鐘可執(zhí)行鐘周期為指令運(yùn)行單位。每個(gè)時(shí)鐘可執(zhí)行1條單周期指令，從條單周期指令，從而大大提高了指令運(yùn)行速度。與而大大提高了指令運(yùn)行速度。與8051相比，在相同時(shí)鐘下單相比，在相同時(shí)鐘下單周期指令運(yùn)行速度為原來(lái)的周期指令運(yùn)行速度為原來(lái)的12倍；整個(gè)指令集平均運(yùn)行速度

9、倍；整個(gè)指令集平均運(yùn)行速度為原來(lái)的為原來(lái)的9.5倍，使倍，使8051兼容機(jī)系列進(jìn)入了兼容機(jī)系列進(jìn)入了8位高速單片機(jī)行位高速單片機(jī)行列。列。單片機(jī)原理及其應(yīng)用補(bǔ)充知識(shí)一：補(bǔ)充知識(shí)一：C8051F高速單片機(jī)高速單片機(jī)3.2、I/O從固定方式到交叉開(kāi)關(guān)配置從固定方式到交叉開(kāi)關(guān)配置迄今為止，迄今為止，I/O端口大都是固定為某個(gè)特殊功能，可以是單端口大都是固定為某個(gè)特殊功能，可以是單功能或多功能，功能或多功能，I/O端口可編程選擇為單向端口可編程選擇為單向/雙向以及上拉、開(kāi)雙向以及上拉、開(kāi)漏等。漏等。固定方式的固定方式的I/O端口，既占用引腳多，配置又不夠靈活端口，既占用引腳多，配置又不夠靈活。 為此，

10、在為此，在Silabs公司的公司的C8051F中，則采用開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)以硬件方中，則采用開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)以硬件方式實(shí)現(xiàn)式實(shí)現(xiàn)I/O端口的靈活配置，在這種通過(guò)交叉開(kāi)關(guān)配置的端口的靈活配置，在這種通過(guò)交叉開(kāi)關(guān)配置的I/O端口系統(tǒng)中，單片機(jī)外部為通用端口系統(tǒng)中，單片機(jī)外部為通用I/O口，如口，如P0口、口、P1口和口和P2口。內(nèi)部則有輸入口。內(nèi)部則有輸入/輸出的電路單元通過(guò)相應(yīng)的配置寄存器控輸出的電路單元通過(guò)相應(yīng)的配置寄存器控制的交叉開(kāi)關(guān)配置到所選擇的端口上。制的交叉開(kāi)關(guān)配置到所選擇的端口上。單片機(jī)原理及其應(yīng)用補(bǔ)充知識(shí)一：補(bǔ)充知識(shí)一：C8051F高速單片機(jī)高速單片機(jī)3.3、從單一時(shí)鐘到多個(gè)時(shí)鐘、從單一時(shí)鐘到多個(gè)時(shí)

11、鐘1、早期單片機(jī)都是用、早期單片機(jī)都是用1個(gè)時(shí)鐘個(gè)時(shí)鐘控制片內(nèi)所有時(shí)序。控制片內(nèi)所有時(shí)序。 2、進(jìn)入、進(jìn)入CMOS時(shí)代后，由于低功耗設(shè)計(jì)的要求，出現(xiàn)了在時(shí)代后，由于低功耗設(shè)計(jì)的要求，出現(xiàn)了在一個(gè)主時(shí)鐘下一個(gè)主時(shí)鐘下CPU運(yùn)行速度可選擇在不同的時(shí)鐘頻率下操作；或運(yùn)行速度可選擇在不同的時(shí)鐘頻率下操作；或設(shè)置成高、低兩個(gè)主時(shí)鐘，按系統(tǒng)操作要求選擇合適的時(shí)鐘速度設(shè)置成高、低兩個(gè)主時(shí)鐘，按系統(tǒng)操作要求選擇合適的時(shí)鐘速度，或關(guān)閉時(shí)鐘。但，或關(guān)閉時(shí)鐘。但時(shí)鐘源還是時(shí)鐘源還是1個(gè)個(gè)。 3、而、而C8051F則提供了一個(gè)完整而先進(jìn)的時(shí)鐘系統(tǒng)：則提供了一個(gè)完整而先進(jìn)的時(shí)鐘系統(tǒng)： (1) 片內(nèi)設(shè)置有一個(gè)可編程的時(shí)鐘

12、振蕩器片內(nèi)設(shè)置有一個(gè)可編程的時(shí)鐘振蕩器(無(wú)需外部器件無(wú)需外部器件); (2) 片外振蕩器可選擇片外振蕩器可選擇4種方式，如種方式，如RC、無(wú)源、有源晶振等、無(wú)源、有源晶振等; (3) 片內(nèi)有片內(nèi)有PLL電路，可采用內(nèi)、外振蕩源，進(jìn)行電路，可采用內(nèi)、外振蕩源，進(jìn)行倍頻倍頻; (4) 當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，可在線實(shí)現(xiàn)內(nèi)外時(shí)鐘的動(dòng)態(tài)切換。當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，可在線實(shí)現(xiàn)內(nèi)外時(shí)鐘的動(dòng)態(tài)切換。 (5) 系統(tǒng)時(shí)鐘除片內(nèi)使用外，還可從隨意選擇的系統(tǒng)時(shí)鐘除片內(nèi)使用外，還可從隨意選擇的I/O端口輸出端口輸出單片機(jī)原理及其應(yīng)用補(bǔ)充知識(shí)一：補(bǔ)充知識(shí)一：C8051F高速單片機(jī)高速單片機(jī)3.4、從傳統(tǒng)的仿真調(diào)試到基于、從傳統(tǒng)的仿真調(diào)試

13、到基于JTAG接口的在系統(tǒng)調(diào)試接口的在系統(tǒng)調(diào)試C8051F在在8位單片機(jī)中率先配置了標(biāo)準(zhǔn)的位單片機(jī)中率先配置了標(biāo)準(zhǔn)的JTAG接口，引入接口，引入JTAG接口將使接口將使8位單片機(jī)傳統(tǒng)的仿真調(diào)試產(chǎn)生徹底的變革。在上位單片機(jī)傳統(tǒng)的仿真調(diào)試產(chǎn)生徹底的變革。在上位機(jī)軟件支持下，通過(guò)串行的位機(jī)軟件支持下，通過(guò)串行的JTAG接口直接對(duì)產(chǎn)品系統(tǒng)進(jìn)行仿接口直接對(duì)產(chǎn)品系統(tǒng)進(jìn)行仿真調(diào)試。真調(diào)試。C8051F的的JTAG接口不僅支持接口不僅支持Flash ROM的讀的讀/寫(xiě)操作寫(xiě)操作及非侵入式在系統(tǒng)調(diào)試，它的及非侵入式在系統(tǒng)調(diào)試，它的JTAG邏輯還為在系統(tǒng)測(cè)試提供邊邏輯還為在系統(tǒng)測(cè)試提供邊界掃描功能。通過(guò)邊界寄存器

14、的編程控制，可對(duì)所有器件引腳、界掃描功能。通過(guò)邊界寄存器的編程控制，可對(duì)所有器件引腳、SFR總線和總線和I/O口弱上拉功能實(shí)現(xiàn)觀察和控制。口弱上拉功能實(shí)現(xiàn)觀察和控制。 單片機(jī)原理及其應(yīng)用補(bǔ)充知識(shí)一：補(bǔ)充知識(shí)一：C8051F高速單片機(jī)高速單片機(jī)3.5、從引腳復(fù)位到多源復(fù)位、從引腳復(fù)位到多源復(fù)位8位單片機(jī)中，通常只提供引腳復(fù)位的位單片機(jī)中，通常只提供引腳復(fù)位的1種方法，迄今為止的種方法，迄今為止的80C51系列單片機(jī)仍然停留在這一水平上。為了系統(tǒng)的安全和系列單片機(jī)仍然停留在這一水平上。為了系統(tǒng)的安全和CMOS單片機(jī)的功耗管理，對(duì)系統(tǒng)的復(fù)位功能提出了越來(lái)越高的單片機(jī)的功耗管理，對(duì)系統(tǒng)的復(fù)位功能提出了

15、越來(lái)越高的要求。要求。Silabs公司的公司的C8051F把把80C51單一的外部復(fù)位發(fā)展成多源單一的外部復(fù)位發(fā)展成多源復(fù)位，提供了上電復(fù)位、掉電復(fù)位、外部引腳復(fù)位、軟件復(fù)位、復(fù)位，提供了上電復(fù)位、掉電復(fù)位、外部引腳復(fù)位、軟件復(fù)位、時(shí)鐘檢測(cè)復(fù)位、比較器時(shí)鐘檢測(cè)復(fù)位、比較器0復(fù)位、復(fù)位、WDT復(fù)位和引腳配置復(fù)位。眾多復(fù)位和引腳配置復(fù)位。眾多的復(fù)位源為保障系統(tǒng)的安全、操作的靈活性以及零功耗系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)位源為保障系統(tǒng)的安全、操作的靈活性以及零功耗系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)極大的好處。帶來(lái)極大的好處。單片機(jī)原理及其應(yīng)用補(bǔ)充知識(shí)一：補(bǔ)充知識(shí)一：C8051F高速單片機(jī)高速單片機(jī)3.6、最小功耗系統(tǒng)的最佳支持、最小功耗系

16、統(tǒng)的最佳支持在在CMOS系統(tǒng)中，按照系統(tǒng)中，按照CMOS電路的特點(diǎn)，其系統(tǒng)功耗電路的特點(diǎn)，其系統(tǒng)功耗WS = CV2f，C為負(fù)載電容，為負(fù)載電容，V為電源電壓，為電源電壓，f為時(shí)鐘頻率為時(shí)鐘頻率。 C8051F是是8位機(jī)中首先擺脫位機(jī)中首先擺脫5 V供電的單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)了供電的單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)了片內(nèi)模擬與數(shù)字電路的片內(nèi)模擬與數(shù)字電路的3 V供電，大大降低了系統(tǒng)功耗；完供電，大大降低了系統(tǒng)功耗；完善的時(shí)鐘系統(tǒng)可以保證系統(tǒng)在滿足響應(yīng)速度要求下，使系善的時(shí)鐘系統(tǒng)可以保證系統(tǒng)在滿足響應(yīng)速度要求下，使系統(tǒng)的平均時(shí)鐘頻率最低；眾多的復(fù)位源使系統(tǒng)在掉電方式統(tǒng)的平均時(shí)鐘頻率最低；眾多的復(fù)位源使系統(tǒng)在掉電方式下，可隨

17、意喚醒，從而可靈活地實(shí)現(xiàn)零功耗系統(tǒng)設(shè)計(jì)。下，可隨意喚醒，從而可靈活地實(shí)現(xiàn)零功耗系統(tǒng)設(shè)計(jì)。C8051F雖然擺脫了雖然擺脫了5 V供電，但仍可與供電，但仍可與5 V電路方便地連電路方便地連接。所有接。所有I/O端口可以接收端口可以接收5 V邏輯電平的輸入，在選擇開(kāi)邏輯電平的輸入，在選擇開(kāi)漏加上拉電阻到漏加上拉電阻到5 V后，也可驅(qū)動(dòng)后，也可驅(qū)動(dòng)5 V的邏輯器件。的邏輯器件。單片機(jī)原理及其應(yīng)用補(bǔ)充知識(shí)一：補(bǔ)充知識(shí)一：C8051F高速單片機(jī)高速單片機(jī) 二、二、C8051F高速單片機(jī)簡(jiǎn)介高速單片機(jī)簡(jiǎn)介 C8051F系列單片機(jī)是完全集成的混合信號(hào)系統(tǒng)級(jí)芯片，具系列單片機(jī)是完全集成的混合信號(hào)系統(tǒng)級(jí)芯片，具有

18、與有與8051 兼容的微控制器內(nèi)核，兼容的微控制器內(nèi)核，與與MCS-51 指令集完全兼容指令集完全兼容。除了除了具有標(biāo)準(zhǔn)具有標(biāo)準(zhǔn)8052 的數(shù)字外設(shè)部件的數(shù)字外設(shè)部件之外，片內(nèi)還集成了數(shù)據(jù)采之外，片內(nèi)還集成了數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中常用的模擬部件和其它數(shù)字外設(shè)及功能部件。集和控制系統(tǒng)中常用的模擬部件和其它數(shù)字外設(shè)及功能部件。 包括包括模擬多路選擇器模擬多路選擇器MUX、可編程增益放大器、可編程增益放大器PGA、ADC、DAC、電壓比較器、電壓基準(zhǔn)、溫度傳感器、電壓比較器、電壓基準(zhǔn)、溫度傳感器、SMBus/ I2C、UART 、SPI、可編程計(jì)數(shù)器、可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器陣列（定時(shí)器陣列（PCA）、定

19、時(shí)器、）、定時(shí)器、數(shù)字?jǐn)?shù)字I/O 端口、電源監(jiān)視器、看門(mén)狗定時(shí)器（端口、電源監(jiān)視器、看門(mén)狗定時(shí)器（WDT）和時(shí)鐘振）和時(shí)鐘振蕩器蕩器等。等。 所有器件都有內(nèi)置的所有器件都有內(nèi)置的FLASH 程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器和和256 字節(jié)的內(nèi)部字節(jié)的內(nèi)部RAM，有些器件內(nèi)部還有位于，有些器件內(nèi)部還有位于外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間的RAM，即即XRAM。單片機(jī)原理及其應(yīng)用補(bǔ)充知識(shí)一：補(bǔ)充知識(shí)一：C8051F高速單片機(jī)高速單片機(jī) C8051F單片機(jī)采用單片機(jī)采用指令流水線指令流水線結(jié)構(gòu)，機(jī)器周期由標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)，機(jī)器周期由標(biāo)準(zhǔn)的12 個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期降為個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期降為1 個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期，處理能力大大

20、提高個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期，處理能力大大提高，峰值性能可達(dá)，峰值性能可達(dá)100MIPS。 C8051F單片機(jī)是真正能獨(dú)立工作的單片機(jī)是真正能獨(dú)立工作的片上系統(tǒng)片上系統(tǒng)(SOC)。每個(gè)。每個(gè)MCU 都能有效地管理模擬和數(shù)字外設(shè)，可以關(guān)閉單個(gè)或全都能有效地管理模擬和數(shù)字外設(shè)，可以關(guān)閉單個(gè)或全部外設(shè)以節(jié)省功耗。部外設(shè)以節(jié)省功耗。 FLASH 存儲(chǔ)器還具有在系統(tǒng)重新編程能力，可用于存儲(chǔ)器還具有在系統(tǒng)重新編程能力，可用于非易非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并允許現(xiàn)場(chǎng)更新，并允許現(xiàn)場(chǎng)更新8051 固件。固件。 每個(gè)每個(gè)MCU 都可在工業(yè)溫度范圍（都可在工業(yè)溫度范圍（-45到到+85）內(nèi)，用）內(nèi)，用2.7V-3.6V

21、 的電壓工作。端口的電壓工作。端口I/O、/RST 和和JTAG 引腳都容許引腳都容許5V 的輸入信號(hào)電壓。的輸入信號(hào)電壓。單片機(jī)原理及其應(yīng)用補(bǔ)充知識(shí)一：補(bǔ)充知識(shí)一：C8051F高速單片機(jī)高速單片機(jī)1、CIP-51TM 內(nèi)核內(nèi)核 (1) C8051F系列器件使用系列器件使用Silabs公司的專利公司的專利CIP-51 微控制微控制器內(nèi)核。器內(nèi)核。CIP-51 與與MCS-51指令集完全兼容，可以使用標(biāo)指令集完全兼容，可以使用標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)的8051匯編器和編譯器進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)。匯編器和編譯器進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)。 (2) CIP-51 內(nèi)核具有標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)核具有標(biāo)準(zhǔn)8052 的所有外設(shè)部件的所有外設(shè)部件(3 個(gè)個(gè)1

22、6 位位的計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器/定時(shí)器、一個(gè)全雙工定時(shí)器、一個(gè)全雙工UART 、256 字節(jié)內(nèi)部字節(jié)內(nèi)部RAM 、128 字節(jié)特殊功能寄存器字節(jié)特殊功能寄存器(SFR)、4 個(gè)個(gè)8 位的位的I/O 端口端口)。 (3) CIP-51 還另外有增加的模擬和數(shù)字外設(shè)或功能部件。還另外有增加的模擬和數(shù)字外設(shè)或功能部件。 (4) CIP-51 采用流水線結(jié)構(gòu)，以時(shí)鐘周期為指令執(zhí)行的最采用流水線結(jié)構(gòu)，以時(shí)鐘周期為指令執(zhí)行的最小單位，小單位，70%指令的執(zhí)行時(shí)間為指令的執(zhí)行時(shí)間為1 或或2 個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期，只個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期，只有有4 條指令的執(zhí)行時(shí)間大于條指令的執(zhí)行時(shí)間大于4 個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期。個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期。

23、(5) CIP-51 工作在最大系統(tǒng)時(shí)鐘頻率工作在最大系統(tǒng)時(shí)鐘頻率100MHz 時(shí)，它的峰時(shí)，它的峰值速度達(dá)到值速度達(dá)到100MIPS 。單片機(jī)原理及其應(yīng)用補(bǔ)充知識(shí)一：補(bǔ)充知識(shí)一：C8051F高速單片機(jī)高速單片機(jī) (6) CIP-51 提供提供22個(gè)中斷源個(gè)中斷源(標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)8051 只有只有6個(gè)中斷源個(gè)中斷源)，允許，允許大量的模擬和數(shù)字外設(shè)中斷微控制器。大量的模擬和數(shù)字外設(shè)中斷微控制器。 (7) MCU 可有多達(dá)可有多達(dá)7 個(gè)復(fù)位源：一個(gè)片內(nèi)個(gè)復(fù)位源：一個(gè)片內(nèi)VDD 監(jiān)視器、一個(gè)監(jiān)視器、一個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器、一個(gè)時(shí)鐘丟失檢測(cè)器、一個(gè)由比較器看門(mén)狗定時(shí)器、一個(gè)時(shí)鐘丟失檢測(cè)器、一個(gè)由比較器0 提供的

24、電提供的電壓檢測(cè)器、一個(gè)強(qiáng)制軟件復(fù)位、壓檢測(cè)器、一個(gè)強(qiáng)制軟件復(fù)位、CNVSTR 引腳及引腳及/RST 引腳。引腳。 (8) MCU 內(nèi)部有一個(gè)能獨(dú)立工作的時(shí)鐘發(fā)生器，在復(fù)位后被內(nèi)部有一個(gè)能獨(dú)立工作的時(shí)鐘發(fā)生器，在復(fù)位后被默認(rèn)為系統(tǒng)時(shí)鐘。如有需要，時(shí)鐘源可以在運(yùn)行時(shí)切換到外部振默認(rèn)為系統(tǒng)時(shí)鐘。如有需要，時(shí)鐘源可以在運(yùn)行時(shí)切換到外部振蕩器。蕩器。 外部振蕩器可以使用晶體、陶瓷諧振器、電容、外部振蕩器可以使用晶體、陶瓷諧振器、電容、RC 或外部或外部時(shí)鐘源產(chǎn)生系統(tǒng)時(shí)鐘。時(shí)鐘源產(chǎn)生系統(tǒng)時(shí)鐘。 C8051F12X系列內(nèi)部還有系列內(nèi)部還有PLL倍頻電路，實(shí)現(xiàn)倍頻電路，實(shí)現(xiàn)PC機(jī)的外頻、機(jī)的外頻、內(nèi)頻機(jī)制，

25、在不增加電磁干擾的前提下，提高系統(tǒng)的工作速度。內(nèi)頻機(jī)制，在不增加電磁干擾的前提下，提高系統(tǒng)的工作速度。單片機(jī)原理及其應(yīng)用補(bǔ)充知識(shí)一：補(bǔ)充知識(shí)一：C8051F高速單片機(jī)高速單片機(jī)2、存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)器 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，尋址范圍為，尋址范圍為64k 。 (1) CIP-51 有標(biāo)準(zhǔn)有標(biāo)準(zhǔn)8052 的程序和數(shù)據(jù)地址配置。包括：的程序和數(shù)據(jù)地址配置。包括： 256 字節(jié)的數(shù)據(jù)字節(jié)的數(shù)據(jù)RAM，其中高，其中高128 字節(jié)為兩個(gè)地址空間：字節(jié)為兩個(gè)地址空間： 用間接尋址訪問(wèn)通用用間接尋址訪問(wèn)通用RAM 的高的高128 字節(jié)，字節(jié)， 用直接尋址訪問(wèn)用直接尋址訪問(wèn)128 字節(jié)的字節(jié)的SFR 地址空間。地址空間。 低低128 字節(jié)可用直接或間接尋址方式訪問(wèn)。字節(jié)可用直接或間接尋址方式訪問(wèn)。 前前32 個(gè)字節(jié)為個(gè)字節(jié)為4 個(gè)通用工作寄存器區(qū)，個(gè)通