C8051F04X中文手冊(cè).1

1、第 263 頁(yè) 共 263 頁(yè)C8051F04X中文手冊(cè)1. 系統(tǒng)概論 C8051 F04X 系列單片機(jī)是集成在一塊芯片上的混合信號(hào)系統(tǒng)級(jí)單片機(jī)，分64個(gè)I/O端口管腳（如C8051F040/2）或者32個(gè)I/O端口管腳（如C8051F041/3）兩類(lèi)，同時(shí)有一個(gè)CAN2.0B 集成控制器。其最突出的特征見(jiàn)下表，涉及的主要設(shè)備特征在1.1中詳解。. 25MIPS高速流水線(xiàn)式CIP-51控制器內(nèi)核. CAN2.0B 控制對(duì)應(yīng)的有32個(gè)信息對(duì)象，且每一個(gè)都有它自己的屏蔽位. 在系統(tǒng)，全速，非插入式調(diào)試接口. 有12位的ADC（C8051F040/1）或10位的ADC（C8051F042/3），帶有

2、PGA和模擬復(fù)用開(kāi)關(guān). 對(duì)于12位的ADC（峰峰值為60伏）的高壓差分放大輸入可通過(guò)編程得到. 有8位的多通道DAC，帶有PGA和模擬復(fù)用開(kāi)關(guān). 有兩個(gè)12位DAC，通過(guò)編程更新時(shí)序. 64KB的可編程FLASH存儲(chǔ)器. RAM可存儲(chǔ)4352（4096+256）字節(jié). 外部?jī)?nèi)存接口可尋址64K字節(jié). SPI，SMBus/I2C和（2）UART串行接口通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn). 5個(gè)16位通用定時(shí)器. 可編程計(jì)數(shù)/定時(shí)陣列有6個(gè)捕捉/比較模塊. 片內(nèi)有看門(mén)狗定時(shí)器，VDD監(jiān)視器，溫度傳感器由于有片內(nèi)VDD監(jiān)視器，看門(mén)狗定時(shí)器和時(shí)鐘震蕩器，C8051F04X系列單片機(jī)稱(chēng)得上是真正獨(dú)立的片上系統(tǒng)。通過(guò)使用軟件可

3、以用程序很好的管理模擬和數(shù)字外設(shè)FLASH存儲(chǔ)器甚至還有在系統(tǒng)重新編程能力，可提供非易失數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并允許現(xiàn)場(chǎng)更新8051程序。片內(nèi)JTAG調(diào)試支持功能允許對(duì)安裝在最終應(yīng)用系統(tǒng)上的單片機(jī)進(jìn)行非侵入失式（不占用片內(nèi)資源），全速在系統(tǒng)調(diào)試。該調(diào)試系統(tǒng)支持和修改存儲(chǔ)器和寄存器，支持?jǐn)帱c(diǎn)，觀(guān)察點(diǎn)，單步及運(yùn)行和停機(jī)命令。在使用JTAG調(diào)試時(shí)所有的模擬和數(shù)字外設(shè)都可全功能運(yùn)行。每個(gè)單片機(jī)都可在工業(yè)溫度范圍-45-+85 內(nèi)采用 2.7伏到3.6V 的工作電壓，端口I/O，/RST和JTAM引腳允許5V的輸入信號(hào)電壓。C8051F040/2為100腳封裝，C8051F041/3為64腳TQFP封裝（原理框圖見(jiàn)

4、圖1.1和圖1.2）。1.1 CIP-51 CPU 1.1.1. 8051完全兼容C8051 F04X 系列單片機(jī)使用CYGNAL的專(zhuān)利：CIP-51微控制器內(nèi)核CIP-51。CIP-51與MCS-51的指令完全兼容，可以使用標(biāo)準(zhǔn)803x/805x的匯編器和編譯器進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)。它的內(nèi)核具有標(biāo)準(zhǔn)8052的所有外設(shè)部件，包括個(gè)16位的計(jì)數(shù)器/定時(shí)器，一個(gè)全雙工UART，256B內(nèi)部RAM空間，128B特殊功能寄存器SFR地址空間及8/4B寬I/O端口。1.1.2. 全面改進(jìn)部分CIP-51采用流水線(xiàn)結(jié)構(gòu)，與標(biāo)準(zhǔn)的8051結(jié)構(gòu)相比，指令執(zhí)行速度有很大的提高。在標(biāo)準(zhǔn)的8051中，出MUL和DIV以外，

5、所有指令都需要12或24個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期，最大系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為12-24MHz。而對(duì)于CIP-51內(nèi)核，70的指令執(zhí)行時(shí)間位1或2系統(tǒng)時(shí)鐘周期，只有4條指令的執(zhí)行時(shí)間大于4個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期。CIP-51 共有109條指令，下表列出了指令條數(shù)和執(zhí)行時(shí)間時(shí)所需的系統(tǒng)時(shí)鐘周期數(shù)的關(guān)系執(zhí)行周期數(shù) 1 2 2/3 3 3/4 4 4/5 5 8 指令 26 50 5 14 7 3 1 2 1CIP-51工作在最大系統(tǒng)時(shí)鐘頻率25MHz時(shí)，它的峰值速度達(dá)到25MIPS。圖1-3給出的8位控制器內(nèi)核工作在最大系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)的峰值速度的比較關(guān)系。1.1.3. 改進(jìn)特點(diǎn) C8051F04X系列單片機(jī)在CIP-52內(nèi)核的內(nèi)

6、部和外部有幾項(xiàng)關(guān)鍵性改進(jìn)，提高了整體性能，更易于在實(shí)際中使用。 擴(kuò)展的中斷系統(tǒng)為CIP-51提供20個(gè)中斷源（標(biāo)準(zhǔn)的8051只有7個(gè)中斷源），CIP-51允許大量的模擬和數(shù)字外設(shè)中斷微控制器。由中斷驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)需要較少的單片機(jī)干預(yù)。但有更高的執(zhí)行頻率。在設(shè)計(jì)多任務(wù)實(shí)時(shí)系統(tǒng)時(shí)，這些新增加的中斷源是非常有用的。 單片機(jī)可有7個(gè)中斷源：1個(gè)片內(nèi)VDD監(jiān)視器，1個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器（WDT），1個(gè)時(shí)鐘丟失檢測(cè)器，1個(gè)比較器0提供的電壓檢測(cè)器，1個(gè)強(qiáng)制軟件復(fù)位，CNVSTR0輸入引腳及/RST引腳。/RST引腳是雙向的，可接受外部復(fù)位或由內(nèi)部產(chǎn)生的上電復(fù)位信號(hào)輸出到/RST引腳。除了VDD監(jiān)視器和復(fù)位輸出引腳以

7、外，每個(gè)復(fù)位源都可以由用戶(hù)軟件禁止。VDD監(jiān)視器可以控制MONEN引腳。在上電復(fù)位之后的單片機(jī)初始化期間，可以永久地使用WDT。單片機(jī)內(nèi)部有個(gè)能夠獨(dú)立工作的時(shí)鐘發(fā)生器，在復(fù)位后會(huì)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，外部振蕩器可以使用晶體諧振器、RC振蕩器或外部時(shí)鐘源產(chǎn)生的系統(tǒng)時(shí)鐘。這種切換功能在低功耗系統(tǒng)中是非常有用的，它允許單片機(jī)在需要時(shí)，從低頻率（節(jié)電）的外部晶體振蕩器切換到高速（可達(dá)25MHz）的內(nèi)部振蕩器，或者由高速的振蕩器切換到低速振蕩器工作。片內(nèi)時(shí)鐘和復(fù)位電路如圖1.41.2. 片內(nèi)存儲(chǔ)器 CIP-51有標(biāo)準(zhǔn)的8051程序和數(shù)據(jù)地址配置。它包括256B的數(shù)

8、據(jù)RAM，其中高128B為2個(gè)地址空間：用間接尋址訪(fǎng)問(wèn)通用RAM的高128B；用直接尋址訪(fǎng)問(wèn)128B的SFR地址。CIP-51 SFR 地址空間可尋址256個(gè)SFR頁(yè)，這樣，CIP-51就可以提供很多SFR的要求來(lái)控制和配置許多外圍設(shè)備特征?？臻g數(shù)據(jù)RAM的低128B可用直接或間接尋址方式訪(fǎng)問(wèn)。前32字節(jié)為4個(gè)通用工作寄存區(qū)，接下來(lái)的16字節(jié)既可以字節(jié)尋址又可以位尋址。C8051F040/1/2/3中的CIP-51還另有位于外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間的4kB的RAM塊和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器接口（EMF），可以只訪(fǎng)問(wèn)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，也可以映射在外部存儲(chǔ)器地址空間。這個(gè)4kB的RAM塊在整個(gè)64KB外部數(shù)據(jù)

9、存儲(chǔ)器地址空間被尋址（有4k邊界重疊）。外圍數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間可以只映射在片外，也可以映射在片外，還可以同時(shí)映射（4KB以?xún)?nèi)的在片內(nèi)存儲(chǔ)器空間，4KB以上的經(jīng)過(guò)EMIF）。EMIF可以設(shè)置為復(fù)用模式或非復(fù)用模式。單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器包含64KB的FLASH。該存儲(chǔ)器以512B為一個(gè)扇區(qū)，可以在系統(tǒng)編程，且不需要在片外提供編程電壓。從0xEE00-0xFFFF的512B被保留。還有一個(gè)位于地址0x10000-0x1007F的128B扇區(qū)，該扇區(qū)可作為一個(gè)小的軟件常數(shù)表。圖1.5給出了單片機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。1.3. JTAG調(diào)試和邊界掃描 C8051F04x系列具有片內(nèi)JTAG調(diào)試電路。通過(guò)4腳J

10、ATG接口并使用安裝在應(yīng)用系統(tǒng)中的單片機(jī)就可以進(jìn)行非侵入式，全速的在系統(tǒng)調(diào)試。該JTAG接口完全符合IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)，為生產(chǎn)和測(cè)試提供完全的邊界掃描功能。.CYGNAL的的調(diào)試系統(tǒng)支持觀(guān)察和修改存儲(chǔ)器，寄存器，斷點(diǎn)，觀(guān)察點(diǎn)，堆棧指示器及單步執(zhí)行，不需要額外的目標(biāo)RAM程序存儲(chǔ)器，定時(shí)器或通信通道。在調(diào)試時(shí)所有的模擬和數(shù)字外設(shè)都正常工作。當(dāng)單片機(jī)單步執(zhí)行或遇到斷點(diǎn)而停止運(yùn)行時(shí)，所有的外設(shè)除ADC和SMBUS外都停止運(yùn)行以便保持同步。開(kāi)發(fā)套件C8051F04DK具有開(kāi)發(fā)應(yīng)用代碼所需要的全部硬件和軟件，并可包括對(duì) 單片機(jī)進(jìn)行在系統(tǒng)調(diào)試。開(kāi)發(fā)套件中包括開(kāi)發(fā)者工作室軟件，調(diào)試器，1個(gè)集成的805

11、1匯編以及1個(gè)被稱(chēng)為EC的RD-232至JTAG協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊。套件中還有1個(gè)目標(biāo)應(yīng)用板，上面有對(duì)應(yīng)的單片機(jī)和一大塊擴(kuò)展區(qū)域。套件中還包括RS-232和JTAG電纜及1個(gè)電源適配器。開(kāi)發(fā)套件需要運(yùn)行窗口95/98/ME/NT/2000，并有1臺(tái)可用RS-232串口的計(jì)算機(jī)。如圖1.6所示，PC機(jī)通過(guò)RS-232與EC連接，一條6在的扁平電纜將EC與擁護(hù)的應(yīng)用板連接起來(lái)，扁平電纜中包括4個(gè)JTAG引腳和VDD及GND。EC從應(yīng)用板取電源，在2.7到3.6伏時(shí)，其供電電流大約為20mA。如果不能從目標(biāo)板上提取足夠的電源，可以將套件中提供的電源直接連到EC上。對(duì)于開(kāi)發(fā)和調(diào)試嵌入式應(yīng)用來(lái)說(shuō)，該系統(tǒng)的調(diào)試

12、功能比采用標(biāo)準(zhǔn)單片機(jī)仿真器要優(yōu)越的多。標(biāo)準(zhǔn)的單片機(jī)仿真器應(yīng)使用在板仿真芯片和目標(biāo)電纜上，還需要在應(yīng)用板上留有單片機(jī)的插座。CYGNAL的調(diào)試環(huán)境既便于使用又能保證精確模擬外設(shè)的性能。 1.4. 可編程數(shù)字I/O和交叉開(kāi)關(guān)F04x 系列單片機(jī)具有標(biāo)準(zhǔn)8051的端口（P0，P1，P2，P3）。在F040/2中有4個(gè)額外的8位I/O口 （4，5，6，7），因此總共有64個(gè)多功能的I/O端口。I/O端口的工作情況與標(biāo)準(zhǔn)8051相似，并有一些改進(jìn)。每個(gè)端口I/O引腳都可以被推挽或漏極開(kāi)路輸出。在標(biāo)準(zhǔn)8051中固定的弱上拉可以被禁止，這為低功耗應(yīng)用提供了進(jìn)一步節(jié)電能力。 最大的改進(jìn)是數(shù)字交叉開(kāi)關(guān)。這是一個(gè)

13、很大的數(shù)字開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)，允許將內(nèi)部數(shù)字系統(tǒng)資源分配給P0，P1，P2，P3的端口。如圖1.7。與具有標(biāo)準(zhǔn)復(fù)用數(shù)字I/O的微控制器不同，這種結(jié)構(gòu)可支持所有的功能組合?？赏ㄟ^(guò)設(shè)置開(kāi)關(guān)交叉控制寄存器，將片內(nèi)的計(jì)數(shù)器/定時(shí)器，串行總線(xiàn)，硬件中斷，ADC轉(zhuǎn)換啟動(dòng)輸入，比較器輸出以及微控制器內(nèi)部的其他數(shù)字信號(hào)配置為在I/O引腳輸出。允許用戶(hù)根據(jù)自己特定的應(yīng)用選擇通用端口I/O和所需數(shù)字資源的組合。1.5. 可編程計(jì)數(shù)器陣列除了5個(gè)16位的通用計(jì)數(shù)器/定時(shí)器外，C8051F04x系列單片機(jī)還有1個(gè)片內(nèi)可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器陣列PCA。PCA包括1個(gè)專(zhuān)用的16位計(jì)數(shù)器/定時(shí)器時(shí)間基準(zhǔn)和6個(gè)捕捉/比較模塊。時(shí)間基準(zhǔn)的

14、時(shí)鐘可以是下面6個(gè)時(shí)鐘源之一：系統(tǒng)時(shí)鐘/12，系統(tǒng)時(shí)鐘/4，定時(shí)器0溢出，外部時(shí)鐘輸入ECL，系統(tǒng)時(shí)鐘以及外部振蕩器/8.每個(gè)比較/捕捉模塊都有6種工作方式：邊緣觸發(fā)，捕捉軟件定時(shí)器，高速輸出，頻率輸出，8位脈沖寬度調(diào)制器和16位脈沖寬度調(diào)制器。 PCA捕捉/比較模塊的I/O及外部時(shí)鐘輸入ECI可以通過(guò)數(shù)字交叉開(kāi)關(guān)連到單片機(jī)的I/O引腳。見(jiàn)圖1.81.6.控制局域網(wǎng) C8051F04x系列單片機(jī)帶有CAN控制器，利用CAN協(xié)議可以執(zhí)行一系列的信息交換。CAN控制器很容易在CAN網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交流并和basic CAN 2.0A和2.0B兼容。CAN控制器包含有1個(gè)CAN內(nèi)核，RAM信息塊（從C8

15、051獨(dú)立出來(lái)），有一個(gè)信息處理狀態(tài)機(jī)和控制寄存器。 CAN控制器的速率可以達(dá)到1MB/秒，Cygnal CAN擁有32個(gè)信息對(duì)象，每一個(gè)都有自己的屏蔽位用于接受或過(guò)慮收到的信息。收到的數(shù)據(jù)，信息體和屏蔽對(duì)象都儲(chǔ)存在CAN的信息RAM中。所有用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的協(xié)議函數(shù)都是由CAN控制器自動(dòng)完成，而不需要MCU的參與。因此，CAN通訊時(shí)占用cpu的帶寬是最小的。C8051配置CAN控制器，通過(guò)C8051中的特殊功能寄存器來(lái)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的。1.7. 串行端口C8051FO4x 系列單片機(jī)有2個(gè)增強(qiáng)的全雙工UART，一個(gè)增強(qiáng)SPI總線(xiàn)及I2C/SMBus。每種串行總線(xiàn)都完全用硬件實(shí)現(xiàn)，都能向CI

16、P-51產(chǎn)生中斷，因此很少需要CPU的干預(yù)。這些串行總線(xiàn)不共享定時(shí)器中斷或端口I/O，所以可以按需要使用任何一個(gè)或全部。1.8. 12位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器C8051F040/1有一個(gè)片內(nèi)12位SAR ADC（ADC0），一個(gè)9通道輸入多路選擇開(kāi)關(guān)及可編程增益放大器。當(dāng)ADC工作在100ksps的最大采樣速率時(shí)可提供真正的12位精度，INL為±1LSB。C8051F042/3與C8051F040/1類(lèi)似，但分辨率為10位。ADC0的電壓基準(zhǔn)介于DAC0輸出和外部VREF引腳之間。在C8051F040/2中，ADC0有它專(zhuān)門(mén)的VREF0輸入引腳；在C8051F041/3中，ADC0和8位ADC

17、2共享VREFA輸入引腳。片內(nèi)還有一個(gè)15 ppm/ 的電壓基準(zhǔn)，可提供本身的ADC轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)，也可通過(guò)VREF引腳提供給其他的系統(tǒng)元件用。ADC完全由CIP-51通過(guò)特殊功能寄存器控制。有一個(gè)輸入通道被連到內(nèi)部溫度傳感器，其它8個(gè)通道接8個(gè)外部輸入。通道的每一對(duì)都可被配置為2個(gè)單端輸入或1個(gè)差分輸入。系統(tǒng)控制器可以關(guān)斷ADC以節(jié)省功耗?？删幊淘鲆娣糯笃鹘釉谀M多路選擇器之后，增益可用軟件設(shè)置（具體為0.5，1，2，4，8或16），對(duì)于不同的ADC通道輸入電壓，可以選擇不同的增益，或需要放大一個(gè)具體較大直流偏移的信號(hào)時(shí)，（在差分方式中，DAC可用于提供直流偏移），這個(gè)放大環(huán)節(jié)是非常有用的。A/D

18、轉(zhuǎn)換可有4種啟動(dòng)方式：軟件命令；定時(shí)器2溢出；定時(shí)器3溢出或外部信號(hào)輸入。允許用軟件，周期性的定時(shí)器溢出或外部輸入信號(hào)觸發(fā)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。一次轉(zhuǎn)換完成可以產(chǎn)生一個(gè)中斷，或者用軟件查詢(xún)狀態(tài)位來(lái)判斷轉(zhuǎn)換結(jié)束。在轉(zhuǎn)換完成時(shí)，10位或12位轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)被鎖存到2個(gè)特殊寄存器SFR中，在軟件控制下這些數(shù)據(jù)字可以是左對(duì)齊或右對(duì)齊。當(dāng)ADC數(shù)據(jù)在或者不在某個(gè)特定的范圍之內(nèi)，ADC的窗口比較器可以中斷控制器。ADC可以用后臺(tái)方式持續(xù)監(jiān)視一個(gè)關(guān)鍵電壓，當(dāng)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)位于規(guī)定的窗口之間時(shí)才向控制器申請(qǐng)中斷。 （見(jiàn)圖1.10 ADC原理框圖） 1.9. 8位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器 C8051F040/1/2/3有一個(gè)片內(nèi)8位SAR A

19、DC（ADC2），一個(gè)8通道輸入多路選擇開(kāi)關(guān)及可編程增益放大器。當(dāng)ADC工作在500ksps的最大采樣速率時(shí)可提供真正的8位精度，INL為+/-1LSB。C8051FO41/3與C8051F040/2類(lèi)似，但分辨率為10位。ADC0的電壓基準(zhǔn)介于DAC0輸出和外部VREF引腳之間。8個(gè)輸入引腳可用于測(cè)量有用并且可以編程為差分輸入或單端輸入方式。CIP內(nèi)核微控制器可以通過(guò)特殊寄存器完全控制ADC。ADC2電壓基準(zhǔn)可以在模擬供給源（AV+）和外部VREF引腳之間選擇任何一個(gè)。在C8051F040/2中，ADC2有它自己專(zhuān)門(mén)的VREF2輸入引腳； 在C8051F041/3中，ADC2和12/10位A

20、DC0共享VREFA輸入引腳。系統(tǒng)控制器可以關(guān)斷ADC2以節(jié)省功耗?？删幊淘鲆娣糯笃鹘釉谀M多路選擇器之后。對(duì)于不同ADC輸入，可以選擇不同的增益，當(dāng)需要放大一個(gè)具體較大直流偏移的信號(hào)時(shí)，差分方式DAC可用于提供直流偏移，這個(gè)放大環(huán)節(jié)是非常有用的。增益可用軟件設(shè)置（具體為0.5，1，2或4）。允許用軟件，定時(shí)器溢出或外部輸入信號(hào)控制ADC2轉(zhuǎn)換。ADC2轉(zhuǎn)換甚至可以和ADC0軟件轉(zhuǎn)換命令同步。一次轉(zhuǎn)換完成可以產(chǎn)生一個(gè)中斷（允許中斷時(shí)），或者用軟件查詢(xún)狀態(tài)位來(lái)判斷轉(zhuǎn)換結(jié)束。在轉(zhuǎn)換完成時(shí)，8位轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)被鎖存到1個(gè)特殊寄存器SFR中。1.10.比較器和DACC8051F040/1/2/3系列單片

21、機(jī)內(nèi)部有2個(gè)12位DAC和3個(gè)比較器。單片機(jī)通過(guò)特殊功能寄存器來(lái)控制與每個(gè)比較器和DAC之間的數(shù)據(jù)和控制接口。單片機(jī)可以將任何一個(gè)DAC或比較器置于低功耗關(guān)斷方式。 每個(gè)比較器都有軟件可編程的滯后和響應(yīng)時(shí)間，每個(gè)比較器都能在上升沿或下降沿產(chǎn)生中斷，或者兩個(gè)邊沿都產(chǎn)生中斷。比較器的輸出狀態(tài)可以用軟件查詢(xún)。這些中斷能將單片機(jī)從睡眠方式喚醒?？赏ㄟ^(guò)設(shè)置交叉開(kāi)關(guān)將比較器的輸出接到I/O引腳。DAC為電壓輸出方式，有一個(gè)靈活的時(shí)序安排裝置。通過(guò)軟件改寫(xiě)或者定時(shí)器2，3，4溢出，這個(gè)裝置可以隨著DAC輸出量的改變而修正自己的量。在C8051F040/2中，DAC基準(zhǔn)電壓由專(zhuān)門(mén)的VREFD輸入引腳來(lái)提供；在

22、C8051F041/3中，DAC基準(zhǔn)電壓由內(nèi)在的電壓基準(zhǔn)提供。DAC在作為比較器的參考電壓或者為ADC差分輸入提供偏移電壓時(shí)非常有用。2. 極限參數(shù) 參數(shù)狀態(tài)最小值典型值最大值單位通電情況下環(huán)境溫度-55125儲(chǔ)存溫度-65150引腳相對(duì)DGND的電壓（VDD和端口I/O除外）-0.3VDD+0.3VV端口I/O引腳/RST相對(duì)DGND的電壓-0.35.8VVDD引腳相對(duì)DGND的電壓-0.34.2V通過(guò)VDD，AV+，DGND及AGND的最大總電流800mA端口引腳的最大輸出灌電流100mA其他I/O引腳的最大輸出灌電流50mA端口引腳的最大輸出拉電流100mA其他I/O引腳的最大輸出拉電流

23、50mA*注意：超過(guò)這些極限參數(shù)將導(dǎo)致器件永久性損壞。這里只標(biāo)明主要的一些參數(shù)，其他的一些在說(shuō)明書(shū)上有的參數(shù)就不在此細(xì)表。 在極限狀態(tài)下的擴(kuò)展周期可能會(huì)影響器件設(shè)備的可靠性3.直流電氣特征 參數(shù) 條件 最小值 典型值 最大值 單位模擬電源電壓 * 2.7 3.0 3.6 V模擬電源電流 內(nèi)部REFADC，ADC比較器都工作 1.7 TBD mA模擬電源電流 內(nèi)部REFADC，ADC比較器都 0.2 TBD uA（模擬子系統(tǒng)不工作） 不工作，振蕩器被禁止 模擬與數(shù)字電源之差 0.5 V （|VDD-AV+|）數(shù)字電源電壓 2.7 3.0 3.6 VVDD=2.7V，CLK=25MHz 10 mA

24、數(shù)字電源電壓（CPU工作） VDD=2.7V，CLK=1MHz 0.5 mAVDD=2.7V， CLK=32kHz 20 mA數(shù)字電源電壓（CPU不工作，VDD=2.7V，CLK=25MHz 5 mA不訪(fǎng)問(wèn)FLASH） VDD=2.7V，CLK=1MHz 0.2 mAVDD=2.7V， CLK=32Kh 10 mA數(shù)字電源電流（停機(jī)方式） 震蕩器不運(yùn)行 0.2 uA保持RAM數(shù)據(jù)時(shí)的 1.5 uA數(shù)字電源電壓額定工作溫度范圍 -40 +85 *注：模擬電源AV+必須大于1V才能使VDD監(jiān)視器工作。4.引腳和封裝定義 引腳名稱(chēng) 引腳號(hào) 類(lèi)型 說(shuō)明 F040/2 F041/3 VDD 37，64

25、24，41 數(shù)字電源，范圍+2.7-3.6V 90 57DGND 38，63 25，40， 數(shù)字地89 57AV+ 8，11 3，6 模擬電源，范圍+2.7-3.6V 14AGND 9，10， 4，5 模擬地13TMS 1 58 數(shù)字輸入 帶內(nèi)部上拉的 JTAG測(cè)試模式選擇TCK 2 59 數(shù)字輸入 帶內(nèi)部上拉的JTAG測(cè)試時(shí)鐘 TDI 3 60 數(shù)字輸入 帶內(nèi)部上拉的JTAG測(cè)試數(shù)據(jù)輸入。TDI在TCK上升沿被鎖存 TD0 4 61 數(shù)字輸入 帶內(nèi)部上拉的JTAG測(cè)試數(shù)據(jù)輸入。數(shù)據(jù)在TCK的下降沿從TD0引腳輸出，TD0輸出是1個(gè)三態(tài)驅(qū)動(dòng)器/RST 5 62 數(shù)字I/O 芯片復(fù)位引腳。內(nèi)部電

26、壓監(jiān)視器的漏極開(kāi)路輸出。當(dāng)VDD小于2.7伏時(shí)為低電平，外部驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以通過(guò)將該引腳置為低電平使系統(tǒng)復(fù)位。XTAL1 26 17 模擬輸入 晶體輸入。該引腳為晶體或陶瓷諧振器的內(nèi)部振蕩器電路反饋輸入。為了得到精確的內(nèi)部時(shí)鐘，可以在XTAL1和XTAL2之間接上1個(gè)晶體或陶瓷諧振器。如果被外部CMOS時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)，則該引腳成為系統(tǒng)時(shí)鐘。XTAL 2 27 18 模擬輸入 晶體輸出。該引腳是晶體或陶瓷諧振器的激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器。MONEN 28 19 數(shù)字輸入 VDD監(jiān)視器。當(dāng)連接高電平時(shí)，使能內(nèi)部VDD監(jiān)視器，當(dāng)VDD小于2.7伏時(shí)，強(qiáng)制系統(tǒng)復(fù)位當(dāng)連接低時(shí)，內(nèi)部監(jiān)視器被禁止。VREF 12 7 模擬I/O

27、參考電壓輸出；或者DAC參考電壓輸入（僅F021/3）VREFA 8 模擬輸入 當(dāng)配置為輸入時(shí)作為ADC0和ADC1的電壓基準(zhǔn)VREF0 16 模擬輸入 當(dāng)配置為輸入時(shí)作為ADC0的電壓基準(zhǔn) VREF2 17 模擬輸入 當(dāng)配置為輸入時(shí)作為ADC1的電壓基準(zhǔn)VREFD 15 模擬輸入 當(dāng)配置為輸入時(shí)作為 DAC的電壓基準(zhǔn)AIN0.0 18 9 模擬輸入 ADC0通道輸入0AIN0.1 19 10 模擬輸入 ADC0通道輸入1AIN0.2 20 11 模擬輸入 ADC0通道輸入2AIN0.3 21 12 模擬輸入 ADC0通道輸入3HVCAP 22 13 模擬I/O 高差分電壓放大器 HVREF

28、23 14 模擬輸入 高差分電壓放大器基準(zhǔn)HVAIN+ 24 15 模擬輸入 高差分電壓放大器正極信號(hào)輸入HVAIN- 25 16 模擬輸入 高差分電壓放大器正極信號(hào)輸入CANTX 7 2 數(shù)據(jù)輸出 CAN網(wǎng)絡(luò)控制發(fā)送的輸出引腳CANRX 6 1 數(shù)據(jù)輸入 CAN網(wǎng)絡(luò)控制接收的接收引腳DAC0 100 64 模擬輸入 數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出口0，DAC0端電壓輸出 DAC1 99 63 模擬輸入 數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出口1，DAC1端電壓輸出 P0.0 62 55 數(shù)字I/O 端口0位0P0.1 61 54 數(shù)字I/O 端口0位1P0.2 60 53 數(shù)字I/O 端口0位2.P0.3 59 52 數(shù)字I/O

29、端口0位3P0.4 58 51 數(shù)字I/O 端口0位4ALE/P0.5 57 50 數(shù)字I/O ALE信號(hào)。用于選通外部存儲(chǔ)器的地址總線(xiàn)/RD/P0.6 56 49 數(shù)字I/O /RD信號(hào)。外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)，端口0位6/WD/P0.7 55 48 數(shù)字I/O /WD信號(hào)。外部存儲(chǔ)器寫(xiě)選通信號(hào)，端口0位7AIN2.0/A8 模擬輸入 ADC1的0通道輸入；端口1位0；外部存儲(chǔ)器/P1.0 36 29 數(shù)字I/O 地址總線(xiàn)位8AIN2.1/A9 模擬輸入 端口1位1；/P1.1 35 28 數(shù)字I/O AIN2.2/A10 模擬輸入 端口1位2；/P1.2 34 27 數(shù)字I/O AIN2.3

30、/A11 模擬輸入 端口1位3；/P1.3 33 26 數(shù)字I/O AIN2.4/A12 模擬輸入 端口1位4；/P1.4 32 23 數(shù)字I/O AIN2.5/A13 模擬輸入 端口1位5；/P1.5 31 22 數(shù)字I/O AIN2.6/A14 模擬輸入 端口1位6；/P1.6 30 21 數(shù)字I/O AIN2.7/A15 模擬輸入 端口1位7；/P1.7 29 20 數(shù)字I/O A8m/A0/P2.0 46 37 數(shù)字I/O 外部存儲(chǔ)器地址總線(xiàn)位8（多路器模式） 外部存儲(chǔ)器地址總線(xiàn)位0（非多路器模式） 端口2位0A9m /A1 /P2.1 45 36 數(shù)字I/O 端口2位1A10m/A2

31、/P2.2 44 35 數(shù)字I/O 端口2位2A11m/A3/P2.3 43 34 數(shù)字I/O 端口2位3A12m/A4/P2.4 42 33 數(shù)字I/O 端口2位4A13m/A5/P2.5 41 32 數(shù)字I/O 端口2位5A14m/A6/P2.6 40 31 數(shù)字I/O 端口2位6A15m/A7/P2.7 39 30 數(shù)字I/O 端口2位7 AIN0.？/ 54 47 模擬輸入 外部存儲(chǔ)器的地址/數(shù)據(jù)總線(xiàn)位0（多路器模式）AD0/DO/P3.0 數(shù)字I/O 外部存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)總線(xiàn)位0（非多路器模式） 端口3位0，ADC0輸入AIN0.？/ 53 46 模擬輸入 端口3位1，ADC0輸入AD1

32、/D1/P3.1 數(shù)字I/OAIN0.？/ 52 45 模擬輸入 端口3位2，ADC0輸入AD2/D2/P3.2 數(shù)字I/OAIN0.？/ 51 44 模擬輸入 端口3位3，ADC0輸入AD3/D3/P3.3 數(shù)字I/OAIN0.？/ 50 43 模擬輸入 端口3位4，ADC0輸入AD4/D4/P3.4 數(shù)字I/OAIN0.？/ 49 42 模擬輸入 端口3位5，ADC0輸入AD5/D5/P3.5 數(shù)字I/OAIN0.？/ 48 39 模擬輸入 端口3位6，ADC0輸入AD6/D6/P3.6 數(shù)字I/OAIN0.？/ 47 38 模擬輸入 端口3位7，ADC0輸入AD7/D7/P3.7 數(shù)字I

33、/OP4.0 98 數(shù)字I/O 端口4位0P4.1 97 數(shù)字I/O 端口4位1P4.2 96 數(shù)字I/O 端口4位2P4.3 95 數(shù)字I/O 端口4位3P4.4 94 數(shù)字I/O 端口4位4ALE/P4.5 93 數(shù)字I/O ALE信號(hào)。用于選通外部存儲(chǔ)器的地址總線(xiàn)端口4位5/RD/P4.6 92 數(shù)字I/O /RD信號(hào)。外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)，端口0位6/WD/P4.7 91 數(shù)字I/O /WD信號(hào)。外部存儲(chǔ)器寫(xiě)選通信號(hào)，端口0位7A8/P5.0 88 數(shù)字I/O 外部存儲(chǔ)器的地址總線(xiàn)位8（非多路器模式） 端口5位0A8/P5.1 87 數(shù)字I/O 端口5位1A8/P5.2 86 數(shù)字I/

34、O 端口5位2A8/P5.3 85 數(shù)字I/O 端口5位3A8/P5.4 84 數(shù)字I/O 端口5位4A8/P5.5 83 數(shù)字I/O 端口5位5A8/P5.6 82 數(shù)字I/O 端口5位6A8/P5.7 81 數(shù)字I/O 端口5位7A8m/A0/P6.0 80 數(shù)字I/O 外部存儲(chǔ)器地址總線(xiàn)位8（多路器模式） 外部存儲(chǔ)器地址總線(xiàn)位0（非多路器模式） 端口6位0A9m/A1/P6.1 79 數(shù)字I/O 端口6位1A10m/A2/P6.2 78 數(shù)字I/O 端口6位2A11m/A3/P6.3 77 數(shù)字I/O 端口6位3A12m/A4/P6.4 76 數(shù)字I/O 端口6位4A13m/A5/P6.

35、5 75 數(shù)字I/O 端口6位5A14m/A6/P6.6 74 數(shù)字I/O 端口6位6A15m/A7/P2.7 73 數(shù)字I/O 端口6位7AD0/DO/P3.0 72 數(shù)字I/O 外部存儲(chǔ)器的地址/數(shù)據(jù)總線(xiàn)位0（多路器模式） 數(shù)字I/O 外部存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)總線(xiàn)位0（非多路器模式） 端口7位0，AD1/D1/P7.1 71 數(shù)字I/O 端口7位1AD2/D2/P7.2 70 數(shù)字I/O 端口7位2AD3/D3/P7.3 69 數(shù)字I/O 端口7位3AD4/D4/P7.4 68 數(shù)字I/O 端口7位4AD5/D5/P7.5 67 數(shù)字I/O 端口7位5AD6/D6/P7.6 66 數(shù)字I/O 端口

36、7位6AD7/D7/P7.7 65 數(shù)字I/O 端口7位7 5. 12位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC0，C8051F040/1 only） C8051F040/1的ADC0子系統(tǒng)包括一個(gè)9通道的可配置模擬多路開(kāi)關(guān)AMUX0，一個(gè)可編程增益放大器PGA0，一個(gè)100ksps12位分辨率的逐次逼近型ADC（ADC中集成了跟蹤保持電路和可編程窗口檢測(cè)器，如圖5.1.）。AMUX0，PGA0，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式及窗口檢測(cè)器都可以用軟件通過(guò)特殊功能寄存器來(lái)配置（如圖5.1. ）。ADC0電壓基準(zhǔn)控制詳見(jiàn)PAGE 99 的F040/2單片機(jī)或者 PAGE 101 的F041/3單片機(jī)。只有當(dāng)ADC0控制寄存器ADC0C

37、N中的AD0EN位置1時(shí)，ADC 子系統(tǒng)使能。當(dāng)AD0EN位為0時(shí)，ADC0 子系統(tǒng)處于低功耗關(guān)斷狀態(tài)。5.1. 模擬多路開(kāi)關(guān)和PGA AMUX可以通過(guò)4個(gè)外部模擬輸入引腳（.AIN0.0-0.3），端口3（可以?xún)?yōu)化配置為模擬輸入引腳），高壓差分放大器，或者片內(nèi)溫度傳感器（溫度傳輸函數(shù)如圖5.11）將模擬信號(hào)輸入進(jìn)ADC中?？蓪MUX輸入對(duì)編程為工作在差分或單端方式。并允許用戶(hù)對(duì)每個(gè)通道選擇最佳的測(cè)量方法，甚至可以在測(cè)量過(guò)程中改變方式。在系統(tǒng)復(fù)位后，AMUX的默認(rèn)方式為單端輸入。有3個(gè)與AMUX相關(guān)的寄存器：通道選擇寄存器AMXOSL（如圖5.4），配置寄存器AMXOCF（如圖5.12），端

38、口管腳選擇寄存器AMX0PRT（如圖5.6）。在表5.4中給出了每種配置下各通道的功能。 PGA對(duì)AMUX輸出信號(hào)的放大倍數(shù)由ADC配置寄存器ADC0CF中的AMPGN2-0確定。PGA增益可用軟件編程為0.5，2，4，8或16。復(fù)位時(shí)的默認(rèn)增益為1。？ 5.1.1.模擬輸入配置 模擬開(kāi)關(guān)通過(guò)外部模擬輸入引腳（I/O的3端口，見(jiàn)page 185的結(jié)構(gòu)圖）接收信號(hào)，有一個(gè)高壓差分放大器和一個(gè)片內(nèi)溫度傳感器。（見(jiàn)圖5.2.） 模擬信號(hào)在差分或單端測(cè)量時(shí)可以從4個(gè)外部輸入引腳（AIN0.0-0.3）輸入。另外端口3的I/O口引腳被設(shè)置為模擬信號(hào)輸入。此設(shè)置由端口管腳配置寄存器（AMX0PRT）來(lái)選擇

39、。端口3的任何引腳都可以被選擇同時(shí)作為AMUX的輸入。端口3的單和雙引腳能各自獨(dú)立的配置為AMUX輸入。（注意：?jiǎn)魏碗p端口引腳被作為“線(xiàn)或”同時(shí)選擇時(shí)將會(huì)導(dǎo)致短路）這樣，使用端口3時(shí)就可以進(jìn)行差分測(cè)量（差分放大的引腳在端口3的奇偶端口間選擇）。見(jiàn)圖5.2 在差分測(cè)量中，高電壓差分放大器（HVDA）可以拒絕高于60V的共模電壓，此電壓高于ADC的參考電壓（0到VREF伏）。通過(guò)使用AMUX，HVDA輸出能選擇作為ADC的輸入。（見(jiàn)PAGE 38 的介紹。）AMX0CF：AMUX0 配置寄存器（C8051F040/1/2/3） R R R R R/W R/W R/W R/W-PORT3ICHVDA

40、2CAIN23ICAIN10IC 位7 位6 位5 位4 位3 位2 位1 位0復(fù)位值：00000000 ；SFR地址：0xBA位7-4：未使用。讀=0000B，寫(xiě)=忽略。位3：PORT3IC：3端口奇偶輸入對(duì)配置位0：3端口奇偶引腳為獨(dú)立的單端輸入1：3端口奇偶引腳各自為+，-差分輸入位2：HVDA2C：HVDA 2的補(bǔ)碼位0：HVDA 輸出測(cè)量（作為獨(dú)立的單端輸入）1：HVDA的結(jié)果為2的補(bǔ)碼位1：AIN23IC：AIN0.2和AIN0.3輸入對(duì)配置位0：AIN0.2和AIN0.3為獨(dú)立的單端輸入1：AIN0.2，AIN0.3為+，-差分輸入位0：AIN10IC：AIN0.0和AIN0.1

41、輸入對(duì)配置位0：AIN0.0和AIN0.1為獨(dú)立的單端輸入1：AIN0.0，AIN0.1為+，-差分輸入注意：對(duì)于被配置成差分輸入的通道，ADC0數(shù)據(jù)字格式為2的補(bǔ)碼AMX0SL：AMUX0通道選擇寄存器 R R R R R/W R/W R/W R/W-AMX0AD3AMX0AD2AMX0AD1AMX0AD0 位7 位6 位5 位4 位3 位2 位1 位0復(fù)位值：00000000 ；SFR地址：0XBB位7-4：未使用。讀=0000B，寫(xiě)=忽略。位3-0：AMX0AD3-0：AMX0地址位0000-1111b：根據(jù)下表5.5選擇ADC輸入 AMX0PRT：3端口選擇寄存器R R R R R/W

42、 R/W R/W R/WPAIN7ENPAIN6ENPAIN5ENPAIN4ENPAIN3ENPAIN2ENPAIN1ENPAIN0EN 位7 位6 位5 位4 位3 位2 位1 位0復(fù)位值：00000000 ；SFR地址：0xBD位7：PAIN7EN：引腳7作為模擬輸入位 0：P3.7不選為AMUX的模擬輸入 1：P3.7選為AMUX的模擬輸入位6：PAIN7EN：引腳6作為模擬輸入位 0：P3.6不選為AMUX的模擬輸入 1：P3.6選為AMUX的模擬輸入位5：PAIN7EN：引腳5作為模擬輸入位 0：P3.5不選為AMUX的模擬輸入 1：P3.5選為AMUX的模擬輸入位4：PAIN7EN：引腳4作為模擬輸入位 0：P3.4不選為AMUX的模擬輸入 1：P3.4選為AMUX的模擬輸入位3：PAIN7EN：引腳7作為模擬輸入位 0：P3.3不選為AMUX的模擬輸入 1：P3.3選為AMUX的模擬輸入位2：PAIN7EN：引腳2作為模擬輸入位 0：P3.2不選為AMUX的模擬輸入 1：P3.2選為AMUX的模擬輸入位1：PA