C8051F系列单片机使用中文应用笔记

### C8051F系列单片机使用中文应用笔记 #### 概述 C8051F系列单片机是一款高性能的混合信号微控制器，由Silicon Laboratories Inc.制造，广泛应用于各种嵌入式系统开发场景。《C8051F系列单片机使用中文应用笔记》是一份详细的技术文档，主要介绍了如何配置和使用端口I/O交叉开关译码器，并提供了实际的应用示例。这对于理解C8051F系列单片机的工作原理及其高级特性至关重要。 #### 端口I/O交叉开关译码器的基本概念 端口I/O交叉开关译码器是C8051F系列单片机的一个重要特性，它能够灵活地配置数字外设与I/O端口之间的连接关系。通过配置特定的寄存器，开发人员可以根据需要动态地将不同的外设连接到特定的端口引脚上，从而实现对资源的有效管理和利用。 #### 寄存器配置 - **XBR0/XBR1/XBR2**: 这三个寄存器负责管理交叉开关的配置，每个寄存器对应不同类型的外设。 - **XBR0**: 控制SMBus、SPI等外设的端口分配。 - **XBR1**: 管理UART、定时器捕捉模块等外设的端口映射。 - **XBR2**: 负责配置外部PCA输入、比较器输出等外设的端口连接。 - **PRT0CF/PRT1CF/PRT2CF**: 这些寄存器用于配置端口0、端口1和端口2的交叉开关设置。 - **PRT3CF**: 用于配置端口3的交叉开关设置。 #### 关键特性 - **端口连续性**: 在端口0、端口1和端口2上未分配的通用I/O引脚会被连续组合在一起，形成一个连续的I/O资源池，便于管理和使用。 - **外设选择灵活性**: 即使在引脚数量较少的器件上，交叉开关也提供了外设选择的灵活性。这意味着外设的选择不再受限于特定的引脚，而是根据可用的端口引脚数进行选择。 - **配置时机**: 交叉开关必须在访问任何数字外设之前被配置和启用，以确保正确的端口映射关系。 - **配置流程**: 交叉开关通常在复位时进行一次性配置，位于复位处理程序的开始部分，之后一般不再修改。 - **引脚分配更改**: 每种交叉开关设置都会导致独特的引脚分配方案。一旦在交叉开关中允许或禁用某个外设，引脚分配将会发生变化。 - **输出模式配置**: 对于输出端口引脚，其输出方式（漏极开路或推挽）需要显式设置。某些特殊情况除外，例如SMBus上的SDA和SCL引脚以及UART的RXD引脚会自动配置为漏极开路。 - **输入引脚配置**: 交叉开关分配的输入引脚（例如NSS或/INT0）的输入模式（开路或推挽）不重要，这些引脚被配置为输入状态，而与端口配置寄存器的设置无关。 - **读取端口引脚状态**: 不论交叉开关寄存器的设置如何或者引脚被配置为输入还是输出，都可以通过读取相应的端口特殊功能寄存器(SFR)来获取端口引脚的状态。 - **外设部件与交叉开关的关系**: - 外设部件在使用时不一定需要在交叉开关中被启用（例如PCA模块即使没有输出接到引脚也可以产生中断）。 - 如果某外设在交叉开关中被启用但在其自身的SFR中被禁用，该外设仍然控制对应的端口引脚。 - **外部中断**: 端口1上的四个外部中断（P1.[4..7]）由引脚上的下降沿触发，与交叉开关设置无关。 #### 如何确定器件引脚分配 为了确定具体的引脚分配，首先需要了解交叉开关的工作原理以及各个寄存器的作用。以下步骤有助于确定最终的引脚分配： 1. **分析需求**: 明确哪些外设需要连接到哪些端口引脚上。 2. **配置寄存器**: 根据需求配置XBR0、XBR1、XBR2以及PRT0CF、PRT1CF、PRT2CF等寄存器。 3. **验证配置**: 通过读取端口SFR检查引脚状态，确认配置是否正确。 #### 结论 通过对C8051F系列单片机端口I/O交叉开关译码器的学习和理解，开发人员能够更高效地管理和配置外设与I/O端口之间的连接，进而提高系统的性能和可靠性。这份应用笔记不仅提供了理论基础，还包含了许多实用的操作技巧和注意事项，对于从事嵌入式系统设计的工程师来说是一份宝贵的参考资料。