增強型51系列單片機W77E58可與標(biāo)準(zhǔn)的8052兼容,它內(nèi)含4個8位I/O口、3個16位計數(shù)器和全雙工串行通信接口。由于W77E58對處理器內(nèi)核進行了重新設(shè)計,因而其性能較之于標(biāo)準(zhǔn)的8052有了很大提高。
W77E58改進了傳統(tǒng)處理器的時序。機器周期與時鐘之比可以由軟件來控制,最快時一個機器周期僅需4個時鐘,最慢時一個機器周期需1024個時鐘。在同樣的時鐘頻率下,當(dāng)時鐘/機器周期等于4時,W77E58的指令速度比傳統(tǒng)的51單片機提高了1.5~3倍(平均2.5倍)。如果以時鐘/機器周期等于4 為正常工作方式,那么時鐘/機器周期等于1024就可以認為是經(jīng)濟模式了。W77E58為全靜態(tài)CMOS設(shè)計,其工作時鐘最高為40MHz,最低可以為 0,因此W77E58可以工作在空閑方式和掉電方式。
W77E58片內(nèi)的可多次編程的程序存儲器為32kB,還具有1kB的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器。在大程序量和稍大數(shù)據(jù)量的應(yīng)用時,W77E58不需要擴展外部程序外儲器和數(shù)據(jù)存儲器,因而可為用戶節(jié)省出較多的I/O線。為了方便程序?qū)?shù)據(jù)的操作,W77E58增加了一個數(shù)據(jù)指針(DPTR1)和一條指針運算指令(DEC DPTR)。
W77E58還另外增加了一個串口中,因而它具有兩個全雙工的串行接口,從而大大增強了其在通信方面的能力。值得注意的是,W77E58新增的串行口只能以Timer1做波特率發(fā)生器。此外W77E58還增加了一個片內(nèi)的看門狗。
1 W77E58的程序存儲器
W77E58對程序存儲器的尋址能力為64kB。片內(nèi)程序存儲器的使用和8052基本相同,區(qū)別是程序存儲器的容量由8kB增加到32kB。如果訪問程序存儲器的地址超出了32kB,則W77E58自動尋址外部的程序存儲器,這時端口P0和P2將參與訪問操作。使用MOV C指令可以訪問存放在片內(nèi)程序存儲器中的數(shù)據(jù)。
下面是訪問程序存儲器中數(shù)據(jù)的C語言程序。
程序1:訪問程序存儲器中數(shù)據(jù)的方法
unsigned char code * code message [ ]={ /*程序存儲器數(shù)據(jù)的初始化*/
“r”,
“W77E58 C51 Program”,
“Written by Hu You Nong”,
“1999-7”,
};
unsigned char code seg-table [ ] ={0x3f,0x06,0x6b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d};
x=seg-table[2]; /*程序存儲器數(shù)據(jù)的引用*/
2 W77E58的數(shù)據(jù)存儲器
W77E58對數(shù)據(jù)存儲器的尋址能力為64kB,與傳統(tǒng)51系列芯片不同的是:W77E58增加了1kB的片內(nèi)SRAM,位于地址0000H~03FFH 之間,對此存儲器的訪問只能用MOVX指令。由于片內(nèi)SRAM與片外擴展SRAM共同使用0000H~03FFH同一個地址空間,且都用MOVX指令訪問,因此具體訪問到哪個存儲器還需通過設(shè)置有關(guān)SFR來決定。然而,當(dāng)尋址超出3FFH后,W77E58將自動訪問片外SRAM,這時端口P0和P2將參與訪問操作。此外,W77E58還具有標(biāo)準(zhǔn)的256B的RAM,訪問這256RAM的方法與普通8052系列CPU的操作相同。方法是:對低128B (00H~7FH)RAM的訪問可以使用直接尋址或間接尋址的指令,但用直接尋址的指令讀寫高128B(80H~FFH)RAM時,訪問的是SFR,用間接尋址的指令讀寫高128B(80H~FFH)RAM時,訪問的是數(shù)據(jù)存儲單元。
圖1是W77E58數(shù)據(jù)存儲器的結(jié)構(gòu)示意圖:
下面是訪問數(shù)據(jù)存儲器的C語言程序。
程序2:訪問數(shù)據(jù)存儲器的方法
#define mem ((unsigned char xdata)0x0) /*定義數(shù)據(jù)指針,片內(nèi)或片外*/
PMR 1 =1; /*選擇片內(nèi)SRAM*/
Mem[12]=0x34; /*數(shù)據(jù)0x34存入片內(nèi)SRAM地址為12的單元中*/
Mem[1200]=0x56; /*由于地址超出1FFH,數(shù)據(jù)0x56存入片外SRAM*/
PMR &=0xfe; /*選擇片外SRAM*/
Mem[12]=0x78; /*數(shù)據(jù)0x78存入片外SRAM地址為12的單元中*/
3 W77E58雙數(shù)據(jù)指針的應(yīng)用
與標(biāo)準(zhǔn)的8052相同,W77E58也使用MOVX指令訪問外部數(shù)據(jù)存儲器。MOVX指令有兩種:MOVX@Ri和MOVX@DPTR。用MOVX@Ri 指令對數(shù)據(jù)存儲器進行訪問時,16位的尋址地址由兩部分組成,其中地址的低8位存在Ri中,而地址的高8位由P2口提供。用MOVX@DPTR指令對數(shù)據(jù)存儲器進行訪問時,16位地址全部由數(shù)據(jù)指針DPTR提供。
W77E58有兩個數(shù)據(jù)指針,一個是所有51系列CPU所共有的DPTR,另一個是W77E58增加的DPTR1。用MOVX@DPTR對數(shù)據(jù)存儲器訪問時,究間是DPTR起作用,還是DPTR1起作用,應(yīng)由數(shù)據(jù)指針選擇位DPS來決定。當(dāng)DPS=0時,DPTR有效;DPS=1,DPTR1有效。改變 DPS的最快捷的方法是使用INC指令。
下面的程序段是使用兩個數(shù)據(jù)指針進行數(shù)據(jù)塊移動的例子,我們可以發(fā)現(xiàn)兩個數(shù)據(jù)指針的使用為程序編寫帶來了極大方便。
程序3:兩個數(shù)據(jù)指針的應(yīng)用
MOV R2,#CNT ;R2是循環(huán)變量,裝入需要移動的字節(jié)數(shù)
MOV DPS,#00H ;清除DPS,使DPTR有效
MOV DPTR,#DHDL ;DPTR中裝入塊移動的目的地址
INC DPS ;設(shè)置DPS,使DPTR1有效
MOV DPTR,#SHSL ;DPTR中裝入塊移動的源地址
LOOP:
MOVC A,@DPTR ;從源地址中取數(shù)據(jù)
INC DPTR ;源地址+1
DEC DPS ;清除DPS,使DPTR有效
MOVX @DPTR,A ;數(shù)據(jù)存入目的地址
INC DPTR ;目的地址+1
INC DPS ;設(shè)置DPS,使DPTR1有效
DJNZ R2,LOOP ;循環(huán)直到所有移動操作完成
在進行塊長度為50的數(shù)據(jù)移動時,如果用標(biāo)準(zhǔn)的8052,需要15720個機器周期;如果用W77E58和一個數(shù)據(jù)指針,則需要5240個機器周期;而上例中W77E58使用兩個數(shù)據(jù)批針,因而只需要3048個機器周期就可以了。很明顯,隨著數(shù)據(jù)塊的增大,節(jié)省時間的效果將更加明顯。
4 訪問外部數(shù)據(jù)存儲器的時間
標(biāo)準(zhǔn)8052的MOVX指令運行時間固定為2個機器周期,而W77E58的MOVX指令運行時間則可以由軟件選擇。時鐘控制字節(jié)CKCON中的MD2~MD0用以選擇MOVX的機器周期和讀寫脈沖的寬度。具體數(shù)據(jù)如表1所列。
表1 具體數(shù)據(jù)
5 關(guān)于SFR
SFR在位于地址c4h處的PMR格式為:
PMR,地址:c4h
D7D6D5D4D3D2D1D0
CD1CD0SWB/XTOFFALE OFF/DME0
其中CD1,CD0為機器周期選擇。改變機器周期時應(yīng)先將機器周期改為時鐘除4,然后再改為其它選擇。如果把機器周期從時鐘除64改為除1024,應(yīng)先將除64改為除4,再從除4改為除2024,參見表2。
表2 機器周期選擇
SWB:機器周期切回允許位。如SWB=1,當(dāng)外中斷或串行口激活時,強行選擇機器周期為時鐘除4,設(shè)置CD1=0,CD0=1。
XTOFF:晶體振蕩器禁止位。當(dāng)CPU使用RC振蕩器時,設(shè)置該位禁止外部晶體振蕩器。
若ALE_OFF=1:則片內(nèi)程序區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)尋址時禁止ALE輸出;若ALE-OFF=0:則允許ALE輸出。
在DME0=0時:選擇片外SRAM,DME0=1:選擇片內(nèi)SRAM。
SFR在地址8Eh處的CKCON格式如下:
CKCON,地址:8Eh
其中,WD1,WD0為看門狗模式選擇,見表3。
表3 看門狗模式參數(shù)選擇
T2M、T1M和T0M:分別為定時器2、1和0時鐘選擇。為0:計數(shù)脈沖為時鐘除4;為1:計數(shù)脈沖為時鐘除12。
MD2~MD0:MOVX指令運行時間選擇。