C8051F與80C51系列單片機(jī)的初始化比較

熟悉MCS—51系列單片機(jī)的工程技術(shù)人員可以很容易地掌握C8051Fxxx的應(yīng)用技術(shù)并進(jìn)行軟件移植。但不能將8051的程序直接應(yīng)用于C8051F單片機(jī)中，因?yàn)檫@兩種系列的單片機(jī)內(nèi)部資源存在較大的差異，因此，完全照搬、移植是行不通的，必須經(jīng)過“改良”(主要是初始化控制字的改寫)才能正確運(yùn)行。本文以C8051Fxxx系列單片機(jī)中資源最豐富、功能最多、運(yùn)算速度最快(達(dá)到100MIPS)的C8051F12X系列為例，介紹其與80C51的主要不同之處以及開發(fā)時(shí)應(yīng)注意的問題，同時(shí)給出了其完整的、且經(jīng)過運(yùn)行驗(yàn)證的源程序。

2、結(jié)構(gòu)差異

C8051F12X單片機(jī)與8051單片機(jī)在結(jié)構(gòu)上的最大區(qū)別有四點(diǎn)：外引腳采用交叉開關(guān)配置;系統(tǒng)時(shí)鐘源多樣且控制靈活;內(nèi)部特殊功能寄存器SFR種類數(shù)量增多;具有基于JTAG接口的在系統(tǒng)調(diào)試功能。下面主要介紹前三部分內(nèi)容。

2.1 可編程數(shù)字I/O和交叉開關(guān)

可編程數(shù)字I/O和交叉開關(guān)是一個(gè)大的數(shù)字開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，它允許將內(nèi)部數(shù)字系統(tǒng)資源分配給端口I/O引腳。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)支持所有的功能組合。可通過設(shè)置交叉開關(guān)控制寄存器(XBR2、XBR1和XBR0)將片內(nèi)的計(jì)數(shù)器/定時(shí)器、串行總線、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)部的其它數(shù)字信號(hào)配置為在端口I/O引腳出現(xiàn)，這就使用戶可以根據(jù)自己的特定應(yīng)用選擇通用端口I/O和需數(shù)字資源的組合。而不同于8051單片機(jī)的引腳基本是固定分配的。C8051F系列通過優(yōu)先權(quán)交叉開關(guān)譯碼器來控制數(shù)字開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)先權(quán)交叉開關(guān)譯碼器的值由交叉開關(guān)控制寄存器(XBR2、XBR1和XBR0)來配置，如圖1所示。優(yōu)先權(quán)交叉開關(guān)譯碼器按優(yōu)先權(quán)順序從P0.0開始，可以一直分配到P3.7，它為數(shù)字外設(shè)所分配的端口引腳的優(yōu)先順序是按系統(tǒng)默認(rèn)的順序，即：串行通信UART0具有最高優(yōu)先級(jí)，TX0和RX0分別被分配到P0.0和P0.1? 串行通信SPI具有次高優(yōu)先級(jí)，詳細(xì)的端口引腳的優(yōu)先分配順序表請(qǐng)參考有關(guān)資料。如果不選擇某個(gè)資源，則優(yōu)先順序表中的下一個(gè)功能將填充這個(gè)位置。圖2所示是三個(gè)交叉開關(guān)控制寄存器(XBR2、XBR1和XBR0)中各位的含義，它們的復(fù)位值均為00000000。

當(dāng)交叉開關(guān)配置寄存器XBR2、XBR1和XBR0中外設(shè)的對(duì)應(yīng)位被設(shè)置成邏輯1時(shí)，交叉開關(guān)將端口引腳分配給外設(shè);如果一個(gè)數(shù)字外設(shè)的允許位未被設(shè)置成邏輯1，則其端口不能通過引腳訪問。未被設(shè)置的交叉開關(guān)分配端口可當(dāng)作標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)的I/O口使用。在系統(tǒng)復(fù)位后，默認(rèn)的寄存器XBR2、XBR1和XBR0的值均為零，即所有I/O引腳被強(qiáng)迫成輸入口(帶上拉)，且不與內(nèi)部資源連通。這樣，沒有輸出的系統(tǒng)顯然無意義，所以，無論如何都應(yīng)置XBR2的第6位為1，使交叉開關(guān)允許以便引出輸出信號(hào)。

2.2 系統(tǒng)時(shí)鐘源

C8051F12X的系統(tǒng)時(shí)鐘可以取自內(nèi)部振蕩電路、外部振蕩電路(包括晶振，RC振蕩，陶瓷諧振電路)和鎖相環(huán)PLL電路，鎖相環(huán)PLL電路的輸入源可選擇來自內(nèi)部振蕩電路，也可以選擇外部振蕩電路，通過PLL的倍頻作用可以提高時(shí)鐘頻率。C8051F12X系統(tǒng)內(nèi)的振蕩電路如圖3所示。要產(chǎn)生所需的系統(tǒng)時(shí)鐘，通常要設(shè)置8個(gè)寄存器：OSCXIN、OSCICN、OSCICL、CLKSEL、PLLOCN、PLLOFLT、PLL0DIV、PLL0MUL，其中后4個(gè)是有關(guān)PLL的寄存器。

2.3 特殊功能寄存器SFR結(jié)構(gòu)

與MCS—51的SFR不同的是，C8051F12X的SFR由圖4所示的多頁組成，共有5頁，頁號(hào)為0、1、2、3、15。各個(gè)SFR分布在不同的頁里，像XBR0、XBR1、XBR2、OSCXIN、OSCICN、LLOCN、PLLOFLT等定位在15頁里，定時(shí)器有關(guān)的寄存器TCON、TMOD、TH、TL等定位在0頁里。在讀寫各個(gè)SFR之前，必須先切換到相應(yīng)的頁，可使用“MOV SFRPAGE，#頁號(hào)”指令來進(jìn)行切換。各個(gè)SFR所在哪些頁，請(qǐng)查看相關(guān)的資料。

擴(kuò)展閱讀：51單片機(jī)不能正常起振的原因