C8051F020/1/2/3
混合信号 ISP FLASH 微控制器
新华龙电子有限公司 电话: 0755-83645240 83645242 传真: 0755-83645243 1
C8051F020/1/2/3
混合信号 ISP FLASH 微控制器
数 据 手 册
潘 琢 金 译
Rev 1.4 2005.2
版权所有
C8051F020/1/2/3
混合信号 ISP FLASH 微控制器
2 新华龙电子有限公司 电话: 0755-83645240 83645242 传真: 0755-83645243
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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
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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
内置温度传感器(±3°C)
− 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、2、1、0.5
− 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
− 速度可达 25MIPS(时钟频率为 25MHz 时)
− 22 个矢量中断源
存储器
− 4352 字节内部数据 RAM(4K + 256)
− 64K 字节 FLASH 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(I
2
C
TM
兼容)、SPI
TM
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
JTAG
64KB
ISP FLASH
4352 B
SRAM
+
-
10/12位
100ksps
ADC
PGA
VREF
8051 CPU
(25MIPS)
+
-
8 位
500ksps
ADC
100 脚64 脚
PGA
UART0
PCA
UART1
模 拟 外 设 数 字 I/O
温度
传感器
电压比较器
12位
DAC
12位
DAC
SPI总线
端口 3
端口 2
端口 1
端口 0
高 速 微 控 制 器 内 核
时钟电路仿真电路
22个中断
控制电路
SMBus
定时器 0
定时器 1
定时器 2
定时器 3
定时器 4
端口 7
端口 6
端口 5
端口 4
交 叉 开 关
外 部 存 储 器 接 口
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1 . 系统概述 ........................................................................................................................................8
1.1 CIP-51
TM
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
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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
.................................................................................................74
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
中断优先级
...................................................................................................................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
空闲方式
...................................................................................................................... 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 .............................................................................................................................115
13.4 软件强制复位 .....................................................................................................................115
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