c8051F040配置

【实例截图】

【核心代码】

模拟外设
− SAR ADC
? 12 位（C8051F040/1）
? 10 位（C8051F042/3/4/5/6/7）
? ±1LSB INL，保证无失码
? 可编程转换速率，最大 100ksps
? 13 个外部输入；单端或差分输入方式
? 软件可编程高电压差分放大器
? 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
? 内建温度传感器
− 8 位 ADC （仅限于 C8051F040/1/2/3 ）
? 可编程转换速率，最大 500ksps
? 8 个外部输入（单端或差分）
? 可编程放大器增益：4、2、1、0.5
− 两个 两个 12 位 位 DAC （仅限于 C8051F040/1/2/3） ）
? 可用定时器触发同步输出，用于产生无抖动
波形
− 三个模拟比较器
? 可编程回差电压/响应时间
− 电压基准
− 精确 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、非侵入式的在片/在系统
调试
− 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
− 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（使用 25MHz 时钟时）
− 20 个向量中断源
存储器
− 4352 字节内部数据 RAM（4K 256）
− 64KB （ C8051F040/1/2/3/4/5 ） 或 32KB
（C8051F046/7）FLASH；可以在系统编程，扇
区规模为 512 字节
− 外部 64KB 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 8 位宽端口 I/O（C8051F040/2/4/6），耐 5V
− 4 个 8 位宽端口 I/O（C8051F041/3/5/7），耐 5V
− Bosch 控制器局域网（CAN2.0B），可同时使用的
硬件 SMBus(I 2 C TM 兼容)、SPI TM 及两个 UART 串
行端口
− 可编程的 16 位计数器/定时器阵列，有 6 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
− 内部校准的可编程振荡器：3 ~ 24.5MHz
− 外部振荡器：晶体、RC、C 或外部时钟
− 实时时钟方式（使用定时器 2、3、4 或 PCA）
供电电压： 供电电压：2.7 ~ 3.6V
− 多种节电休眠和停机方式
100 脚 脚 TQFP 和 和 64 脚 脚 TQFP 封装
− 温度范围：-40°C - 85°C
JTAG
64KB/ 32KB
I SP FLASH
4352 B
SRAM
运行控制

-
10/ 12位
100ksps
ADC
时钟电路
PGA
VREF
温度
传感器
电压比较器
模拟外设
端口 0
端口 1
端口 2
端口 3
交叉开关
数字 I / O
高 高 速 微 控 制 器 核 核
调试电路 20个中断源
8051 CPU
(25 MI PS)
8051 CPU
(25 MI PS)
12位 位
DAC

-
8位
500ksps
ADC
端口 4 4
端口 5 5
端口 6 6
端口 7 7
外部存储器接口
100 脚 脚 64 脚
PGA
UART0
SMBus
SPI 总线
PCA
定时器 0
定时器 1
定时器 2
定时器 3
定时器 4
UART1
AM U X

-
高电压
差分
放大器
AM U X
12位 位
DAC
仅C8051F040/ 1/ 2/ 3
C8051F040/1/2/3/4/5/6/7 高速混合信号 ISP FLASH 微控制器
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1 . 系统概述...................................................................................................................................................1
1.1 CIP-51 TM 微控制器核 .....................................................................................................................7
1.1.1 与 8051 完全兼容 .........................................................................................................................7
1.1.2 速度提高 .......................................................................................................................................7
1.1.3 增加的功能 ...................................................................................................................................8
1.2 片内存储器..........................................................................................................................................9
1.3 JTAG 调试和边界扫描 ......................................................................................................................10
1.4 可编程数字 I/O 和交叉开关.............................................................................................................11
1.5 可编程计数器阵列............................................................................................................................12
1.6 控制器局域网....................................................................................................................................12
1.7 串行端口............................................................................................................................................13
1.8 12/10 位模/数转换器.......................................................................................................................14
1.9 8 位模/数转换器（仅 C8051F040/1/2/3）.....................................................................................15
1.10 比较器和 DAC ................................................................................................................................16
2. 极限参数..................................................................................................................................................17
3. 总体直流电气特性..................................................................................................................................18
4. 引脚和封装定义......................................................................................................................................19
5. 12 位 位 ADC （ADC0 ，仅 C8051F040/1 ）...........................................................................................28
5.1 模拟多路开关和 PGA.......................................................................................................................28
5.1.1 模拟输入配置 ...........................................................................................................................29
5.2 高压差分放大器..............................................................................................................................32
5.3 ADC 的工作方式 ............................................................................................................................34
5.3.1 启动转换 ...................................................................................................................................34
5.3.2 跟踪方式 ...................................................................................................................................35
5.3.3 建立时间要求 ...........................................................................................................................37
5.4 ADC0 可编程窗口检测器...............................................................................................................43
6. 10 位 ADC （ADC0 ，仅 C8051F042/3/4/5/6/7 ）...............................................................................50
6.1 模拟多路开关和 PGA.......................................................................................................................50
6.1.1 模拟输入配置 ...........................................................................................................................51
6.2 高压差分放大器..............................................................................................................................54
6.3 ADC 的工作方式 ............................................................................................................................56
6.3.1 启动转换 ...................................................................................................................................56
6.3.2 跟踪方式 ...................................................................................................................................57
6.3.3 建立时间要求 ...........................................................................................................................59
6.4 ADC0 可编程窗口检测器...............................................................................................................65
7. 8 位 AD C （ADC2 ）............................................................................................................................72
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7.1 模拟多路开关和 PGA.......................................................................................................................72
7.2 ADC2 的工作方式 ..........................................................................................................................73
7.2.1 启动转换 ...................................................................................................................................73
7.2.2 跟踪方式 ...................................................................................................................................73
7.2.3 建立时间要求 ...........................................................................................................................75
7.3 ADC2 可编程窗口检测器...............................................................................................................81
7.3.1 单端方式下的窗口检测器 .......................................................................................................81
7.3.2 差分方式下的窗口检测器 .......................................................................................................82
8. 12 位电压输出 DAC （仅 C8051F040/1/2/3 ）....................................................................................84
8.1 DAC 输出更新 ................................................................................................................................84
8.1.1 根据软件命令更新输出 ...........................................................................................................85
8.1.2 基于定时器溢出的输出更新 ...................................................................................................85
8.2 DAC 输出定标/调整.......................................................................................................................85
9. 电压基准（C8051F040/2/4/6 ）...........................................................................................................90
10. 电压基准（C8051F041/3/5/7 ）.........................................................................................................93
11. 比较器..................................................................................................................................................96
11.1 比较器输入......................................................................................................................................98
12. CIP-51 微控制器..............................................................................................................................102
12.1 指令集............................................................................................................................................103
12.1.1 指令和 CPU 时序 ...................................................................................................................103
12.1.2 MOVX 指令和程序存储器 ...................................................................................................103
12.2 存储器组织....................................................................................................................................107
12.2.1 程序存储器 .............................................................................................................................107
12.2.2 数据存储器 .............................................................................................................................108
12.2.3 通用寄存器 .............................................................................................................................108
12.2.4 位寻址空间 .............................................................................................................................108
12.2.5 堆栈 .........................................................................................................................................108
12.2.6 特殊功能寄存器 .....................................................................................................................109
12.2.7 寄存器说明 .............................................................................................................................124
12.3 中断系统........................................................................................................................................127
12.3.1 MCU 中断源和中断向量 .....................................................................................................127
12.3.2 外部中断 .................................................................................................................................128
12.3.3 中断优先级 .............................................................................................................................129
12.3.4 中断响应时间 .........................................................................................................................129
12.3.5 中断寄存器说明 .....................................................................................................................130
12.4 电源管理方式................................................................................................................................136
12.4.1 空闲方式 .................................................................................................................................136
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12.4.2 停机方式 .................................................................................................................................137
13. 复位源..................................................................................................................................................138
13.1 上电复位........................................................................................................................................139
13.2 掉电复位........................................................................................................................................139
13.3 外部复位........................................................................................................................................140
13.4 软件强制复位................................................................................................................................140
13.5 时钟丢失检测器复位....................................................................................................................140
13.6 比较器 0 复位................................................................................................................................140
13.7 外部 CNVSTR0 引脚复位............................................................................................................140
13.8 看门狗定时器复位........................................................................................................................140
13.8.1 使能 / 复位 WDT ......................................................................................................................141
13.8.2 禁止 WDT ...............................................................................................................................141
13.8.3 禁止 WDT 锁定 ......................................................................................................................141
13.8.4 设置 WDT 定时间隔 ................................................................................................................141
14. 振荡器..................................................................................................................................................145
14.1 可编程内部振荡器........................................................................................................................145
14.2 外部振荡器驱动电路....................................................................................................................147
14.3 系统时钟选择................................................................................................................................147
14.4 外部晶体举例................................................................................................................................149
14.5 外部 RC 举例.................................................................................................................................150
14.6 外部电容举例................................................................................................................................150
15. FLASH 存储器 ....................................................................................................................................151
15.1 FLASH 存储器编程....................................................................................................................151
15.2 非易失性数据存储........................................................................................................................152
15.3 安全选项......................................................................................................................................152
15.3.1 FLASH 安全选项小结 .............................................................................................................154
16 ．外部数据存储器接口和片内 XRAM................................................................................................158
16.1 访问 XRAM...................................................................................................................................158
16.1.1 16 位 MOVX 示例 .................................................................................................................158
16.1.2 8 位 MOVX 示例 ...................................................................................................................158
16.2 配置外部存储器接口....................................................................................................................159
16.3 端口选择和配置............................................................................................................................159
16.4 复用和非复用选择........................................................................................................................161
16.4.1 复用方式配置 .........................................................................................................................161
16.4.2 非复用方式配置 .....................................................................................................................162
16.5 存储器模式选择............................................................................................................................163
16.5.1 只用内部 XRAM.....................................................................................................................163
16.5.2 无块选择的分片模式 .............................................................................................................163
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16.5.3 带块选择的分片模式 .............................................................................................................164
16.5.4 只用外部存储器 .....................................................................................................................164
16.6 时序................................................................................................................................................164
16.6.1 非复用方式 .............................................................................................................................166
16.6.2 复用方式 .................................................................................................................................169
17. 端口输入/ 输出.....................................................................................................................................173
17.1 端口 0 ~ 3 和优先权交叉开关译码器..........................................................................................175
17.1.1 交叉开关引脚分配 ..................................................................................................................175
17.1.2 配置端口引脚的输出方式 .....................................................................................................176
17.1.3 配置端口引脚为数字输入 .....................................................................................................177
17.1.4 弱上拉 .....................................................................................................................................177
17.1.5 配置端口 1 、 2 和 3 的引脚为模拟输入 ...............................................................................177
17.1.6 外部存储器接口引脚分配 .....................................................................................................178
17.1.7 交叉开关引脚分配示例 .........................................................................................................180
17.2 端口 4 ~ 7........................................................................................................................................191
17.2.1 配置无引出脚的端口 .............................................................................................................191
17.2.2 配置端口引脚的输出方式 .....................................................................................................192
17.2.3 配置端口引脚为数字输入 .....................................................................................................192
17.2.4 弱上拉 .....................................................................................................................................192
17.2.5 外部存储器接口 .....................................................................................................................192
18. 控制器局域网（CAN0 ）...................................................................................................................197
18.1 B OSCH CAN 控制器操作 ...............................................................................................................198
18.1.1 CAN 控制器时序 .....................................................................................................................199
18.1.2 时序计算示例（ 1M 位 / 秒通信速率） ..................................................................................199
18.2 CAN 寄存器 ...................................................................................................................................201
18.2.1 CAN 控制器协议寄存器 .........................................................................................................201
18.2.2 消息对象接口寄存器 .............................................................................................................201
18.2.3 消息处理器寄存器 .................................................................................................................202
18.2.4 CIP-51 MCU 特殊功能寄存器 ...............................................................................................202
18.2.5 用 CAN0ADR 、 CAN0DATH 和 CAN0DATL 访问 CAN 寄存器 ...........................................202
18.2.6 CAN0ADR 自动加 1 功能 ....................................................................................................202
19. 系统管理总线/I2C 总线（SMBUS0 ）..............................................................................................207
19.1 支持文档........................................................................................................................................208
19.2 SMB US 协议 ................................................................................................................................208
19.2.1 总线仲裁 .................................................................................................................................209
19.2.2 时钟低电平扩展 .....................................................................................................................209
19.2.3 SCL 低电平超时 ...................................................................................................................209
19.2.4 SCL 高电平（ SMBus 空闲）超时 .......................................................................................209
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19.3 SMB US 数据传输方式.................................................................................................................210
19.3.1 主发送器方式 .........................................................................................................................210
19.3.2 主接收器方式 .........................................................................................................................210
19.3.3 从发送器方式 .........................................................................................................................211
19.3.4 从接收器方式 .........................................................................................................................211
19.4 SMB US 特殊功能寄存器.............................................................................................................212
19.4.1 控制寄存器 .............................................................................................................................212
19.4.2 时钟速率寄存器 ......................................................................................................................214
19.4.3 数据寄存器 .............................................................................................................................215
19.4.4 地址寄存器 .............................................................................................................................215
19.4.5 状态寄存器 .............................................................................................................................216
20. 增强型串行外设接口（SPI0 ）..........................................................................................................219
20.1 信号说明........................................................................................................................................220
20.1.1 主输出、从输入（ MOSI ） ...................................................................................................220
20.1.2 主输入、从输出（ MISO ） ...................................................................................................220
20.1.3 串行时钟（ SCK ） ..................................................................................................................220
20.1.4 从选择（ NSS ） ......................................................................................................................220
20.2 SPI0 主方式.................................................................................................................................221
20.3 SPI0 从方式.................................................................................................................................223
20.4 SPI0 中断源.................................................................................................................................223
20.5 串行时钟时序................................................................................................................................224
20.6 SPI 特殊功能寄存器...................................................................................................................225
21. UART0..................................................................................................................................................228
21.1 UART0 工作方式........................................................................................................................229
21.1.1 方式 0 ：同步方式 ..................................................................................................................229
21.1.2 方式 1 ： 8 位 UART ，可变波特率 ........................................................................................230
21.1.3 方式 2 ： 9 位 UART ，固定波特率 ........................................................................................232
21.1.4 方式 3 ： 9 位 UART ，可变波特率 ........................................................................................233
21.2 多机通信........................................................................................................................................233
21.2.1 掩码地址设置 .........................................................................................................................233
21.2.2 广播寻址 .................................................................................................................................234
21.3 帧错误和传输错误检测................................................................................................................234
22. UART1..................................................................................................................................................239
22.1 增强的波特率发生器....................................................................................................................240
22.2 工作方式........................................................................................................................................241
22.2.1 8 位 UART.............................................................................................................................241
22.2.2 9 位 UART.............................................................................................................................242
22.3 多机通信........................................................................................................................................243
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23. 定时器..................................................................................................................................................248
23.1 定时器 0 和定时器 1......................................................................................................................248
23.1.1 方式 0 ： 13 位计数器 / 定时器 ................................................................................................248
23.1.2 方式 1 ： 16 位计数器 / 定时器 ................................................................................................250
23.1.3 方式 2 ： 8 位自动重装载的计数器 / 定时器 ..........................................................................250
23.1.4 方式 3 ：两个 8 位计数器 / 定时器（仅定时器 0 ） ..............................................................251
23.2 定时器 2、定时器 3 和定时器 4..................................................................................................256
23.2.1 配置定时器 2 、 3 和 4 向下计数 ...........................................................................................256
23.2.2 捕捉方式 .................................................................................................................................257
23.2.3 自动重装载方式 ......................................................................................................................258
23.2.4 电平切换输出方式 .................................................................................................................259
24. 可编程计数器阵列..............................................................................................................................263
24.1 PCA 计数器/定时器....................................................................................................................264
24.2 捕捉/比较模块...............................................................................................................................265
24.2.1 边沿触发捕捉方式.....................................................................................................................266
24.2.2 软件定时器（比较）方式.........................................................................................................267
24.2.3 高速输出方式.............................................................................................................................268
24.2.4 频率输出方式.............................................................................................................................269
24.2.5 8 位脉宽调制器方式................................................................................................................270
24.2.6 16 位脉宽调制器方式..............................................................................................................271
24.3 PCA0 的寄存器说明...................................................................................................................272
25. JTAG (IEEE 1149.1)............................................................................................................................275
25.1 边界扫描........................................................................................................................................277
25.1.1 EXTEST 指令 ........................................................................................................................278
25.1.2 SAMPLE 指令 .......................................................................................................................278
25.1.3 BYPASS 指令 .........................................................................................................................278
25.1.4 IDCODE 指令 .......................................................................................................................278
25.2 闪存编程命令..............................................................................................................................279
25.3 调试支持......................................................................................................................................282
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1 . 系统概述