C8051F410存储器体系结构

基于C8051F410为核心实现自动气体流量检测仪的设计与应用引言工业生产过程中对流体流量进行正确测量和调节是保证生产过程安全经济运行、提高经济效益、实现科学管理的基础。

质量流量控制器就是用来对各种气体的质量流量进行精密测量与控制的一种仪器，被广泛应用于电子工艺设备、分析测量仪器、制气配气等行业。

本文采用C8051F410单片机为检测核心，充分利用该单片机丰富的内部硬件资源，设计了一款可以控制两路气体质量流量控制器的自动气体流量检测仪。

1 系统总体结构D07-19B型质量流量控制器具有精度高、重复性好、响应速度快、稳定可靠、工作压力范围快等特点，其操作使用方便，便于与单片机连接实现自动控制。

控制器输出的流量检查电压与流过通道的质量流量成正比，满量程流量检测输出电压为+5V.该控制器的流量控制范围是（2~100）%F.S.,流量分辨率是0.1%F.SC8051F410是Silicon Laboratories公司推出的一款8051系列单片机[1].C8051F410单片机是完全集成的低功耗混合信号片上系统型芯片，可以与8051兼容的微控制器内核，片内具有4个通用的16为定时器，2个12位电流输出D/A转换，真12位200kps的24通道A/D转换，高精度可编程24.5MHz内部振荡器和达到32KB的片内FLASH存储器等特点。

在许多AD/DA转换精度或时钟精度要求不是特别高的设计中，不必再使用外部AD/DA 转换芯片或谐振电路，只靠片内资源就可以完成相应的功能，极大地减少了很多外围电路设计，提高了系统的集成度和抗干扰能力。

本系统主要包括硬件和软件两个部分。

硬件部分由电源电路、键盘电路、液晶显示和流量控制器控制电路构成；软件部分由液晶显示、A/D反馈信号的采集和D/A输出组成。

系统框图如图1所示。

图1 系统总体结构图本系统以C8051F410单片机为控制核心，利用键盘设置定时时间和气体检测容量上限，利。

5、系统复位
复位电路将控制器置于一个预定的缺省状态。 1）CIP-51 停止程序执行 2） 特殊功能寄存器（SFR）被初始化为所定义的复位值 3）外部端口引脚被置于一个已知状态 4）中断和定时器被禁止。 5）所有的SFR 都被初始化为预定值 6）I/O 端口锁存器的复位值为0xFF，全部为逻辑‘1’，内部 弱上拉有效，使外部I/O 引脚处于高电平状态。 7) MCU 使用内部振荡器运行在2MHz 作为默认的系统时钟。 8) 看门狗定时器被使能，使用其最长的超时时间。
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1、概述
4、可编程数字I/O •C8051F310有29个I/O引脚（3个8位口和一个5位口） •C8051F31x端口的工作情况与标准8051相似，但有一些 改进。每个端口引脚都可以被配置为模拟输入或数字I/O 。 •被选择作为数字I/O的引脚还可以被配置为推挽或漏极 开路输出。 •在标准8051中固定的“弱上拉”可以被总体禁止，为低 功耗应用提供了进一步节电的能力。
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3、优先权交叉开关配置
也称为“交叉开关”，按优先权顺序将端口0 – 3 的 引脚分配给器件上的数字外设（UART、SMBus、 PCA、定时器等）。 端口引脚的分配顺序是从P0.0 开始，可以一直分配 到P3.7。为数字外设分配端口引脚的优先权顺序为 UART0具有最高优先权，而CNVSTR具有最低优先 权。 优先权交叉开关的配置是通过3个特殊功能寄存器 XBR0、XBR1、XBR2来实现的，对应使能位被设置 为逻辑‘1’时，交叉开关将端口引脚分配给外设。
◆16K 字节可在系统编程的FLASH 存储器
◆1280字节的片内RAM ◆可寻址64K字节地址空间的外部数据存储器接口
◆硬件实现的SPI、SMBus/ I2C 和两个UART 串行接口

2013年全国大学生电子设计大赛报告基于C8051F410单片机的设计摘要：微处理器在社会发展中扮演着非同寻常的角色，渗透到了各行各业。

经过不断的发展与创新，单片机大致可分为4位、8位、16位和32位。

C8051F410单片机片内集成了高频振荡源，并具备了多级分频系统以满足各种个性化的需要。

强大的非侵入式JTAG/C2调试手段，是传统仿真器调试模式所不能比拟的，可使内核和全部资源完全透明和可操作化，可以方便地完成下载和硬件仿真，且不占用内部片内资源。

芯片上除了P0~P2，还包括温度传感器和电源，晶振及片上温度传感器等外设集合为一体。

增加了交叉开关，可以灵活的将片内资源分配到I/O端口，3.3V的供电模式，内核的低电压使系统功耗进一步降低。

关键词：微处理器 C8051F410 传感器交叉开关Abstract:the microprocessor plays beautifully role in social development, penetrated into all walks of life. Through continuous development and innovation, SCM can be roughly divided into 4, 8, 16 and 32. C8051F410 micro controller on-chip integration of the high frequency oscillation source, and with the multi-level division system to meet the various needs of personalized. A powerful non-invasive JTAG/C2 debugging tools, is a traditional emulator debug mode can not match, can make the kernel and all the resources completely transparent and operational, can finish downloading and hardware simulation conveniently, and does not occupy the internal on-chip resources. Chip P0~P2 in addition, also includes a temperature sensor and a power supply, a crystal and on-chip temperature sensor is integrated peripherals such as set. Increase the crossbar switch, can be flexible to on-chip resource allocation to the I/O port, 3.3V low voltage power supply mode, the power consumption of the system to further reduce the kernel.Keywords: microprocessor C8051F410 sensor switch目录一、前言.............................. (1)二、总体方案设计...................... .. (1)1、方案设计....................... (1)2、方案论证与比较 ....................... (1)3、方案选择...................... (1)三、单元模块设计...................... .. (2)1、各单元模块功能介绍及电路设计......... .. (2)2、电路参数的计算及元器件的选择........................... .. (5)3、特殊器件的介绍................ . (6)4、各单元模块的联接.............. (7)四、系统调试.......................... .. (8)五、系统功能、指标参数......................... . (9)六、设计总结........................... .................................... .9七、参考文献............................ .................................. ..9八、附录 (9)1、电路原理图...................... .................................. .92、PCB图.......................................... ......... . (10)3、源程序.......................... (10)一、前言C8051F410器件是完全集成的低功耗混合信号片上系统型MCU，它的特性主要有：高速、流水线结构的8051兼容的微控制器核（可达50MIPS）；高精度可编程的24.5MHz内部振荡器； 4个通用的16位定时器；硬件实时时钟（smaRTClock），工作电压可低至1V，带64字节电池后备RAM和后备稳压器。

80C51单片机的内部结构广告单片机按存储结构可分为二类：一类是哈佛结构，另一类是普林斯顿结构。

①哈佛结构所谓哈佛结构是指程序存储器地址空间与数据存储器地址空间分开的单片机结构，如80C51单片机采用哈佛结构，所以80C51单片机的程序存储器地址空间与数据存储器地址空间是分开的，各有64K存储空间。

②普林斯顿结构所谓普林斯顿结构是指程序存储器地址空间与数据存储器地址空间合并的单片机结构，如MCS-96单片机采用普林斯顿结构，所以MCS-96单片机的程序存储器地址空间与数据存储器地址空间是合并的，共有64K存储空间。

1．单片机的CPU图1是80C51单片机的内部结构框图。

若除去图中的存储器电路和I/O部件，剩下的便是CPU。

它可以分为运算器和控制器两部分。

运算器功能部件包括算术逻辑运算单元ALU、累加器ACC、寄存器B、暂存寄存器TMP1、TMP2、程序状态字寄存器PSW等。

控制器功能部件包括程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、定时控制逻辑电路CU、数据指针寄存器DPTR、堆栈指针SP及时钟电路等。

（1）运算器①算术逻辑运算单元ALU（Arithmetic Logical Unit）ALU可以进行算术、逻辑运算。

算术运算有：加、减、乘、除，逻辑运算有：与、或、异或等。

②累加器ACC累加器ACC的主要功能是在运算前存放一个操作数，运算后存放一个操作结果。

80C51系列单片机虽然在结构上仍然以累加器A作为重要部件。

但由于内部电路采取了措施，使得累加器A在数据传送、逻辑操作等方面的核心作用有所削弱。

数据可以在片内直接/间接地址的存储器之间直接传送，而不必经过累加器A。

但，加、减、乘、除算术运算指令的运算结果都存放在累加器A或AB寄存器对中。

③暂存器TMP1、TMP2由图1可知，ALU进行算术逻辑运算前的两个操作数来自暂存器TMP1、TMP2，所以暂存器TMP1、TMP2用于存放运算前的两个操作数。

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常用的特殊功能寄存器
ACC (Accumulator)累加器：存放运算操作数和结果。 B (B Register)寄存器：乘除法中与ACC配合使用。 SP（Stack Pointer）8位堆栈指针：复位值为0x07，使用时根 据需要可重新赋值。数据入栈，SP加1，与80X86相反。
DPTR (Data Pointer)16位数据指针：访问外部存储器的地址指
复位值
00000000
SFR地址：0xD0
位7 位6 位5 位4 位3 位2 位1
位7（ CY）：进位标志
• 有进/借位（减法）时，臵1。
位6（ AC）：辅助进位标志
• 向高半字节有进/借位时，臵1。
位5、1（ F0、F1）：用户标志
•可供用户编程使用的通用标志位。 21
PSW的各位定义 （２）
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1．XRAM存储器空间的访问
16位形式的MOVX指令，访问DPTR 指向的存储器 单元。 如：
MOV DPTR，#1234h
MOVX A，@DPTR
；立即数0x1234 → DPTR
；（0x1234）→ A
8位形式的MOVX指令，用EMIOCN存放待访问地址 的高8位，由R0或R1给出待访问地址的低8位。如：
寻址方式和对PSW标志的影响。
指令时序与标准8051不同， CIP-51中机器周期与时
钟周期相等，MCS-51中机器周期=12×时钟周期。
采用流水线结构，大多数指令执行所需的时钟周期数 与指令的字节数一致。 条件转移指令，不发生转移时 比发生转移时少一个时钟周期。
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2.3.1 寻址方式 (1)
PRTSEL EMD2 EMD1 EMD0 EALE1 EALE2

目录2011年硬件课程设计任务书 ...................................................... 错误!未定义书签。

摘要 .. (1)第1章概述 (2)1.1硬件实习的目的要求 (2)1.2热电偶简介 (2)1.3热电偶校验仪的意义 (3)第2章硬件设计 (4)2.1控制系统设计 (4)2.2供电系统设计 (5)2.3I/V转换、调整设计 (6)2.4按键接口电路 (8)2.5液晶接口电路 (9)第3章软件设计 (10)3.1C8051F410系统初始化 (10)3.2热电偶分度表查询设计 (11)3.315位DAC输出设计 (12)3.4按键接口设计 (12)3.5液晶显示程序设计 (13)第4章结论 (15)参考文献 (16)附录 (18)摘要在工业生产中，往往需要高温生产环境，此时我们可以利用热电偶直接测量工厂生产温度，并把温度信号转换成电压信号,通过仪表转换成被测介质的温度，以数字的形式直观的展现给作业工人。

基于C8051F410的热偶信号发生器是以C8051F410为控制核心的高精度热电偶温度转换仪。

可以利用它对实际生产使用的热电偶进行检查，以确保工业生产的安全、高效。

此课题设计中主要以Keil uVision开发软件和Protel软件绘制电路图作为开发平台。

设计中主要从硬件和软件两方面进行入手。

硬件设计主要包括对供电系统，I/V转换系统，按键输入和液晶显示系统的设计；软件设计包括C8051F410系统初始化，按键输入设计，热电偶分度表查询设计，DAC输出转换设计和液晶显示程序设计。

通过硬件和软件相结合的方式实现热电偶校验仪的精确工作。

关键词：C8051F410 工业生产热电偶第1章概述1.1 硬件实习的目的要求课程设计是学生理论联系实际的重要实践教学环节，是一次综合性专业设计训练。

通过课程设计可以使我们获得以下几方面能力: 1．进一步复习和巩固加深所学专业基础课及专业课理论知识，培养自身规划设计、理论计算、软件绘图、计算机应用、文献查阅、报告撰写等基本技能；2.培养实践动手能力及独立分析和解决工程实际问题的能力；3．培养团队协作精神、创新意识、严肃认真的治学态度和严谨求实的工作作风。

51单片机的存储器的RAM详解传统MCS-51单片机内部数据存储器RAM结构内部数据存储器低128单元8051单片机的内部RAM共有256个单元，通常把这256个单元按其功能划分为两部分：低128单元(单元地址00H～7FH)和高128单元(单元地址80H～FFH)。

如图所示为低128单元的配置图。

工作寄存器区8051共有4组寄存器，每组8个寄存单元(各为8)，各组都以R0～R7作寄存单元编号。

寄存器常用于存放操作数中间结果等。

由于它们的功能及使用不作预先规定，因此称之为通用寄存器，有时也叫工作寄存器。

4组通用寄存器占据内部RAM的00H～1FH单元地址。

在任一时刻，CPU只能使用其中的一组寄存器，并且把正在使用的那组寄存器称之为当前寄存器组。

到底是哪一组，由程序状态字寄存器PSW中RS1、RS0位的状态组合来决定。

通用寄存器为CPU提供了就近存储数据的便利，有利于提高单片机的运算速度。

此外，使用通用寄存器还能提高程序编制的灵活性，因此，在单片机的应用编程中应充分利用这些寄存器，以简化程序设计，提高程序运行速度。

位寻址区内部RAM的20H～2FH单元，既可作为一般RAM单元使用，进行字节操作，也可以对单元中每一位进行位操作，因此把该区称之为位寻址区。

位寻址区共有16个RAM单元，计128位，地址为00H～7FH。

MCS-51具有布尔处理机功能，这个位寻址区可以构成布尔处理机的存储空间。

这种位寻址能力是MCS-51的一个重要特点。

用户RAM区在内部RAM低128单元中，通用寄存器占去32个单元，位寻址区占去16个单元，剩下80个单元，这就是供用户使用的一般RAM区，其单元地址为30H～7FH。

对用户RAM区的使用没有任何规定或限制，但在一般应用中常把堆栈开辟在此区中。

内部数据存储器高128单元内部RAM的高128单元是供给专用寄存器使用的，其单元地址为80H～FFH。

因这些寄存器的功能已作专门规定，故称之为专用寄存器(Special Function Register)，也可称为特殊功能寄存器。

泉州师范学院毕业论文（设计）题目高效率恒流源控制电路的设计物理与信息工程学院电子信息科学与技术专业07 级 1 班学生姓名黄田耀学号070303028指导教师袁放成职称教授完成日期2011.4教务处制高效率恒流源控制电路的设计物理与信息工程学院电子信息科学与技术 070303028 黄田耀指导老师袁放成教授【摘要】本文设计了由单片机C8051F410为核心的高效率恒流源控制电路，该控制电路可以实现开关稳压电源输出恒定电流。

开关稳压电源的电流可在200mA到600mA间进行设置调节，设置调节电流是通过按键控制实现。

输出电流和预设的电流还可以通过LCD显示屏显示出来。

【关键词】数字电位器；C8051F410；恒流；程序模块目录引言 (4)1. 总体方案设计 (4)1.1系统设计 (4)1.2 系统设计的基本要求 (4)2. 单片机控制电路的设计 (4)2.1 单片机C8051F410介绍 (4)2.2 单片机内部的模/数转换器 (6)2.3 单片机内部的数/模转换器 (7)2.4 I2C总线的介绍 (7)2.5单片机最小系统电路设计 (8)2.6 数字电位器X9241的介绍 (8)2.7 数字电位器的电路设计 (12)2.8 显示电路的设计 (12)2.9 按键的设置 (12)3. 单片机控制程序的设计 (13)3.1 AD子程序的流程图 (13)3.2 数字电位器的子程序 (13)3.3总体设计程序 (14)4. 数据测量及数据分析 (16)4.1测试仪器 (16)4.2数据测试 (17)4.3数据分析 (18)5. 设计总结 (18)致谢 (18)附录PCB原理图和程序 (19)引言随着现代科学技术的迅速发展，电子产品的发展速度也是相当的迅速，现在电子产品已经走进各家各户。

随着电子厂家的增多，电子产品的普及，并且很多电子产品都要用到可充电池。

但是不同的厂家生产的电池型号不同，充电电流电压都不一样。

目录一、学习板概括 (1)二、准备工作 (1)三、学习板硬件介绍 (3)四、实验程序 (5)实验一、跑马灯 (5)实验二、独立按键 (6)实验三、继电器控制 (7)实验四、P2口驱动数码管 (8)实验五、定时器 (10)实验六、99S倒计时 (10)实验七、TM1668 (11)实验八、AD采样模数转换+TM1668 (17)实验九、串口通信 (18)实验十、ADC+UART (19)实验十一、1602液晶显示 (19)实验十二、8Bit PWM输出 (21)实验十三、单线温度传感器18B20 (21)一、学习板概括：本手册适用于江南晶创科技推出的C8051F410单片机学习板、开发板第二版（V2.0）。

C8051F410单片机学习板由江南科技创办人朱发旺、陈家乐及其团队设计，版权归其所有！淘宝旗舰店（直销店），QQ交流群：112481187。

该学习板主控制芯片使用了新华龙（Silicon）单片机c8051f410。

配套JTAG 仿真器编程器U-EC5，该仿真器可以对C8051F大部分系列单片机进行仿真、调试、单步、烧录、下载、加密等操作。

学习板采用模块化设计，尽量做到各功能模块完全独立，互不干扰，减小初学者编程误区。

使是初学者可快速了解主板硬件电路的结构，尽快熟悉硬件电路，快速入门。

此外由于各模块可独立工作，所有引脚均已使用标准接口外扩，所以可以将模块用于其他场合，大大增加开发板的用途！二、准备工作：1、软件安装（1）本学习板配套的所有演示程序均使用C语言编辑，编写软件为Keil 51（Uvision4），推荐大家也是用此软件编程;（2）程序下载（烧写）软件使用的是U-EC5中文下载程序;（3）JTAG U-EC5 驱动程序，部分电脑系统可自动安装；注：以上软件均支持windows Xp/win7 32/64，JTAG仿真器支持USB2.0。

2、硬件连接使用C8051F410单片机学习板，需要USB MiNi接口数据线一根、IDC10芯下载线一根、JTAG（EC-3/5）仿真器一个、C8051F410单片机学习板主板一块。

本课程以应用较多、较典型的 C8051F02x(x为0、1、2、3)系列为主要实 例，介绍C8051F单片机的结构与原理。
2.2 C805lF单片机的结构与原理
2.2.1 C8051F02x单片机的组成与结构 C8051F020单片机以8051内核为中心，
通过SFR总线、外部数据存储器总线、系 统时钟线、复位线等与64KB闪存、4KB XRAM、数字功能模块(UART、SPI、定时器 等)、模拟功能模块(比较器、A/D、D/A 等)、片上时钟系统和JTAG逻辑电路等相 连。是一个完整的单片机片上系统，可以 用作为一个闭环测量控制系统。
2.1 C8051F的CIP-51内核
2.1.3 CIP-51内核的基本部件
5．流水线结构 CIP-51采用了流水线处理结构，用
于控制和管理取指令和执行指令的过程。 其已经没有机器周期时序，指令执行的最 小时序单位为系统时钟，大部分指令只要 1个～2个系统时钟即可完成。在流水线结 构中包括指令寄存器和指令译码器。
2.1 C8051F的CIP-51内核
2.1.3 CIP-51内核的基本部件
6．中断系统 中断系统的主要作用是对外部或内
部的中断请求进行管理与处理。C8051F系 列单片机的中断系统可以满足一般控制应 用的需要，C8051F系列单片机的中断源最 多可达22个。
2.1 C8051F的CIP-51内核
2.2 C805lF单片机的结构与原理
2.2.2 引脚定义及功能
下面对部分专用引脚的功能进一步说明。 (1)VDD和GND各为3个引脚，使用时建议全部
接上，这样可提高抗干扰能力。 (2)如果在系统中没有使用模拟部分，芯片的
模拟电源V+和模拟地AGND也要连接。 (3)VREF端也可以作为带隙电压基准输出驱动

C8051F410存储器体系结构Xxx（xxx.xxx）摘要：存储器是单片机的一个重要组成部分，存储器中每个存储单元可存放一个八位二进制信息，通常用两位16进制数来表示。

其中着重介绍了各个存储器的概念、结构、寻址范围及作用。

本文分为七部分，其中主要内容是介绍了C8051F410存储器的各个体系结构，让我们能够更进一步的了解。

这样可以使我们能够更加熟练、有效的运用C8051F410。

关键词：C8051F410 存储器寻址范围程序C8051F410 Memory architecturexxx(xxx.xxx)Abstract Memory is an important part of SCM，the memory of each memory cell can be stored in a eight bit binary information,usually two 16 hexadecimal numbers.Among the highlights of the various memory concepts、structure、addressing range and effect.This paper is divided into seven parts,the main content is presented the system structure of the C8051F410 memory,so that we can further understand then.This can enable us to be more skilled, effective use of C8051F410.Key words: C8051F410 Memory Addressing range Program一存储器的存储空间（一）介绍C8051F410单片机在物理结构上有四个存储空间：1、片内程序存储器2、片外程序存储器3、片内数据存储器4、片外数据存储器。

2013年全国大学生电子设计大赛报告基于C8051F410单片机的设计摘要：微处理器在社会发展中扮演着非同寻常的角色，渗透到了各行各业。

经过不断的发展与创新，单片机大致可分为4位、8位、16位和32位。

C8051F410单片机片内集成了高频振荡源，并具备了多级分频系统以满足各种个性化的需要。

强大的非侵入式JTAG/C2调试手段，是传统仿真器调试模式所不能比拟的，可使内核和全部资源完全透明和可操作化，可以方便地完成下载和硬件仿真，且不占用内部片内资源。

芯片上除了P0~P2，还包括温度传感器和电源，晶振及片上温度传感器等外设集合为一体。

增加了交叉开关，可以灵活的将片内资源分配到I/O端口，3.3V的供电模式，内核的低电压使系统功耗进一步降低。

关键词：微处理器 C8051F410 传感器交叉开关Abstract:the microprocessor plays beautifully role in social development, penetrated into all walks of life. Through continuous development and innovation, SCM can be roughly divided into 4, 8, 16 and 32. C8051F410 micro controller on-chip integration of the high frequency oscillation source, and with the multi-level division system to meet the various needs of personalized. A powerful non-invasive JTAG/C2 debugging tools, is a traditional emulator debug mode can not match, can make the kernel and all the resources completely transparent and operational, can finish downloading and hardware simulation conveniently, and does not occupy the internal on-chip resources. Chip P0~P2 in addition, also includes a temperature sensor and a power supply, a crystal and on-chip temperature sensor is integrated peripherals such as set. Increase the crossbar switch, can be flexible to on-chip resource allocation to the I/O port, 3.3V low voltage power supply mode, the power consumption of the system to further reduce the kernel.Keywords: microprocessor C8051F410 sensor switch目录一、前言.............................. (1)二、总体方案设计...................... .. (1)1、方案设计....................... (1)2、方案论证与比较 ....................... (1)3、方案选择...................... (1)三、单元模块设计...................... .. (2)1、各单元模块功能介绍及电路设计......... .. (2)2、电路参数的计算及元器件的选择........................... .. (5)3、特殊器件的介绍................ . (6)4、各单元模块的联接.............. (7)四、系统调试.......................... .. (8)五、系统功能、指标参数......................... . (9)六、设计总结........................... .................................... .9七、参考文献............................ .................................. ..9八、附录 (9)1、电路原理图...................... .................................. .92、PCB图.......................................... ......... . (10)3、源程序.......................... (10)一、前言C8051F410器件是完全集成的低功耗混合信号片上系统型MCU，它的特性主要有：高速、流水线结构的8051兼容的微控制器核（可达50MIPS）；高精度可编程的24.5MHz内部振荡器； 4个通用的16位定时器；硬件实时时钟（smaRTClock），工作电压可低至1V，带64字节电池后备RAM和后备稳压器。

1. 系统概论C8051 F04X 系列单片机是集成在一块芯片上的混合信号系统级单片机，分64个I/O端口管脚（如C8051F040/2）或者32个I/O端口管脚（如C8051F041/3）两类，同时有一个CAN2.0B 集成控制器。

其最突出的特征见下表，涉及的主要设备特征在1.1中详解。

. 25MIPS高速流水线式CIP-51控制器内核. CAN2.0B 控制对应的有32个信息对象，且每一个都有它自己的屏蔽位. 在系统，全速，非插入式调试接口. 有12位的ADC（C8051F040/1）或10位的ADC（C8051F042/3），带有PGA和模拟复用开关. 对于12位的ADC（峰峰值为60伏）的高压差分放大输入可通过编程得到. 有8位的多通道DAC，带有PGA和模拟复用开关. 有两个12位DAC，通过编程更新时序. 64KB的可编程FLASH存储器. RAM可存储4352（4096+256）字节. 外部内存接口可寻址64K字节. SPI，SMBus/I2C和（2）UART串行接口通过硬件实现. 5个16位通用定时器. 可编程计数/定时阵列有6个捕捉/比较模块. 片内有看门狗定时器，VDD监视器，温度传感器由于有片内VDD监视器，看门狗定时器和时钟震荡器，C8051F04X系列单片机称得上是真正独立的片上系统。

通过使用软件可以用程序很好的管理模拟和数字外设FLASH存储器甚至还有在系统重新编程能力，可提供非易失数据存储，并允许现场更新8051程序。

片内JTAG调试支持功能允许对安装在最终应用系统上的单片机进行非侵入失式（不占用片内资源），全速在系统调试。

该调试系统支持和修改存储器和寄存器，支持断点，观察点，单步及运行和停机命令。

在使用JTAG调试时所有的模拟和数字外设都可全功能运行。

每个单片机都可在工业温度范围-45-+85℃内采用2.7伏到3.6V 的工作电压，端口I/O，/RST和JTAM引脚允许5V的输入信号电压。

80C51的基本结构80C51的引脚封装时钟电路总线控制CPUROM/EPROM/FLASH4K 字节RAM 128字节 SFR 21个定时/计数器2个中断系统5中断源、2优先级串行口 全双工 2个并行口 4个RST EAALE PSENXTAL2XTAL1P0 P1 P2 P3V CCV SS一、80C51的内部结构：1．80C51的微处理器（CPU）（1）运算器：累加器ACC ；寄存器B ；程序状态字寄存器PSW 。

（2）控制器：程序计数器PC ；指令寄存器IR ；定时与控制逻辑2．80C51的片内存储器在物理上设计成程序存储器和数据存储器两个独立的空间：（1）内部ROM容量4K字节，范围是：000H~0FFFH（2）内部RAM容量128字节，范围是：00H~7FH3．80C51的I/O口及功能单元（1）四个8位的并行口，即P0~P3。

它们均为双向口，既可作为输入，又可作为输出。

每个口各有8条I/O线。

（2）有一个全双工的串行口（利用P3口的两个引脚P3.0和P3.1）；（3）有2个16位的定时/计数器；（4）有1套完善的中断系统。

4．80C51的特殊功能寄存器（SFR）内部有SP，DPTR（可分成DPH、DPL两个8位寄存器），PCON，…，IE，IP等21个特殊功能寄存器单元，它们同内部RAM的128个字节统一编址，地址范围是80H~FFH。

增强型单片机的SFR有26个字节单元，所增加的5个单元均与定时/计数器2相关。

二、80C51的时钟与时序1．80C51的时钟产生方式可分为内部时钟和外部时钟2．80C51的时钟信号一个机器周期包含12个晶荡周期或6个时钟周期，指令的执行时间称作指令周期（单、双周期）。

各指令的微操作在时间上有严格的次序，这种微操作的时间次序我们称作时序。

三、80C51单片机的复位复位目的是使单片机或系统中的其它部件处于某种确定的初始状态。

复位有上电复位和上电复位和按键均有效的复位。

TMOD=0x10;
P1_0=0; TR1=1;
//T1方式1
//启动T1 30
程序清单如下（查询式程序）：
For(; ;) { //死循环，产生方波
TH1=-50000/256;
TL1=-50000%256; Do {} while(!TF1); TF1=0; count--; If (count==0)
15
（2）工作方式1
与方式0的差别仅仅在于计数器的位数不同，方式1为 16位的定时器／计数器。
T0工作于方式1时，由TH0作为高8位，TL0作为低8位， 构成一个16位计数器。
若T0工作于方式1定时，计数初值为a，fOSC＝12MHz，
则T0从计数初值a加1计数到溢出的定时时间为：
T＝(216－a)μs 或 T＝(216－a)/12μs。
9
1、方式寄存器TMOD
控制T1
D7
TMOD GATE1
控制T0
D4
T1M0
D6
C/ T1
D5
T1M1
D3
GATE0
D2
C/T0
D1
T0M1
D0
字节 T0M0 地址 89H
00：方式0 门控位 方式选择 0：定时器
01：方式1
10：方式2
定时/计数选择
11：方式3
1：计数器
10
2、控制寄存器TCON
33表表444定时器定时器计数器计数器t2t2和和t4t4的特殊功能寄存器的特殊功能寄存器特殊功能寄存器符号地址寻址方式复位值定时器t2控制寄存器t2con0xc8字节位0x00定时器t2重装捕捉寄存器低字节rcap2l0xca字节0x00定时器t2重装捕捉寄存器高字节rcap2h0xcb字节0x00定时器t2低字节tl20xcc字节0x00定时器t2高字节th20xcd字节0x00定时器t4控制寄存器t4con0xc9字节0x00定时器t4重装捕捉寄存器低字节rcap4l0xe4字节0x00定时器t4重装捕捉寄存器高字节rcap4h0xe5字节0x00定时器t4低字节tl40xf4字节0x00定时器t4高字节th40xf5字节0x00341

C8051F410/1/2/3混合信号ISP FLASH微控制器数据手册潘琢金译Rev 0.7 2006.02版权所有新华龙电子有限公司 电话:0755-******** 83645242 传真: 0755-******** 1版权声明本手册中文版版权归译者和新华龙电子有限公司所有。

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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-********，130********Email：panzhuojin@或panzhj@2 新华龙电子有限公司 电话:0755-******** 83645242 传真: 0755-********C8051F410/1/2/3 混合信号ISP FLASH微控制器模拟外设−12位 ADC±1LSB INL；无失码可编程转换速率，最高200ksps可多达24个外部输入数据窗口中断发生器内建温度传感器−两个12位电流输出DAC−两个比较器可编程回差电压和响应时间可配置为唤醒或复位源上电复位/欠压检测器电压基准— 1.5V、2.2V（可编程）在片调试−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/修改存储器和寄存器−完全的开发套件供电电压 2.0V ~ 5.25V−内建LDO稳压器：2.1或2.5 V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50MIPS（时钟频率为50MHz时）−扩展的中断系统存储器−2304字节内部数据RAM（256+2048）−32/16KB FLASH；可在系统编程，扇区大小为512字节−64字节电池后备RAM（smaRTClock）数字外设−24个端口I/O；推挽或漏极开路，耐5.25 V电压−可同时使用的硬件SMBus（I2C兼容）、SPI和UART串口−4个通用16位计数器/定时器−16位可编程计数器/定时器阵列（PCA），有6个捕捉/比较模块和WDT−硬件实时时钟（smaRTClock），工作电压可低至1V，64字节电池后备RAM和后备稳压器时钟源−内部振荡器：24.5MHz，±2%精度，可支持UART操作；时钟乘法器可达50MHz−外部振荡器：晶体、RC、C、或外部时钟−smaRTClock振荡器：32KHz晶体或谐振器−可在运行中切换时钟源32脚LQFP或28脚5x5 QFN封装温度范围：-40°C - +85°C交叉开关新华龙电子有限公司 电话:0755-******** 83645242 传真: 0755-******** 1目录1 . 系统概述 (8)1.1CIP-51TM微控制器核 (12)1.1.1 与8051完全兼容 (12)1.1.2 速度提升 (12)1.1.3 增加的功能 (12)1.2片内调试电路 (13)1.3片内存储器 (14)1.4工作方式 (15)1.512位模/数转换器 (16)1.612位电流输出DAC (17)1.7可编程比较器 (17)1.8循环冗余检查单元 (18)1.9稳压器 (18)1.10串行端口 (18)1.11 SMA RTC LOCK（实时时钟） (19)1.12端口输入/输出 (20)1.13可编程计数器阵列 (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 (25)5. 12位ADC（ADC0） (33)5.1模拟多路选择器 (34)5.2温度传感器 (34)5.3工作方式 (35)5.3.1 转换启动方式 (35)5.3.2 跟踪方式 (35)5.3.3 时序 (36)5.3.4 跟踪方式 (38)5.3.5 输出转换码 (39)5.3.6 建立时间要求 (40)5.4可编程窗口检测器 (46)5.4.1窗口检测器 (47)6. 12位电流模式DAC（IDA0和IDA1） (50)6.1IDA0输出更新 (50)2 新华龙电子有限公司 电话: 0755-******** 83645242 传真: 0755-********6.1.1 On-Demand输出更新 (50)6.1.2 基于定时器溢出的输出更新模式 (51)6.1.3 基于CNVSTR边沿的输出更新模式 (51)6.2IDAC输出字格式 (51)6.3IDAC外部引脚连接 (55)7. 电压基准 (58)8. 稳压器（REG0） (61)9. 比较器 (63)10. CIP-51 微控制器 (73)10.1指令集 (74)10.1.1 指令和CPU时序 (74)10.1.2 MOVX指令和程序存储器 (74)10.2寄存器说明 (78)10.3电源管理方式 (81)10.3.1 空闲方式 (81)10.3.2 停机方式 (81)10.3.3 挂起方式 (81)11. 存储器组织和SFR (83)11.1程序存储器 (83)11.2数据存储器 (84)11.3通用寄存器 (84)11.4位寻址空间 (84)11.5堆栈 (84)11.6特殊功能寄存器 (85)12. 中断系统 (89)12.1MCU中断源和中断向量 (89)12.2中断优先级 (89)12.3中断响应时间 (89)12.4中断寄存器说明 (91)12.5外部中断 (96)13. 指令预取引擎 (98)14. 循环冗余检查单元（CRC0） (99)14.1CRC计算前的准备 (99)14.2执行CRC计算 (99)14.3访问CRC结果 (99)新华龙电子有限公司 电话:0755-******** 83645242 传真: 0755-******** 314.4CRC0的位反转功能 (100)15. 复位源 (103)15.1上电复位 (104)15.2掉电复位和VDD监视器 (105)15.3外部复位 (106)15.4时钟丢失检测器复位 (106)15.5比较器0复位 (106)15.6PCA看门狗定时器复位 (107)15.7FLASH错误复位 (107)15.8 SMA RTC LOCK（实时时钟）复位 (107)15.9软件复位 (107)16. FLASH存储器 (110)16.1FLASH存储器编程 (110)16.1.1 FLASH锁定和关键码功能 (110)16.1.2 FLASH擦除 (110)16.1.3 FLASH写 (111)16.2非易失性数据存储 (112)16.3安全选项 (112)16.4FLASH写和擦除指南 (115)16.4.1 VDD维护和VDD监视器 (115)16.4.2 PSWE维护 (116)16.4.3 系统时钟 (116)16.5FLASH读定时 (118)17．外部RAM (120)18. 端口输入/输出 (121)18.1 优先权交叉开关译码器 (122)18.2 端口I/O初始化 (125)18.3 通用端口I/O (129)19. 振荡器 (136)19.1可编程内部振荡器 (137)19.1.1 内部振荡器挂起方式 (137)19.2外部振荡器驱动电路 (139)19.2.1 外部振荡器直接用作定时器时钟 (139)19.2.2 外部晶体示例 (139)19.2.3 外部RC示例 (140)19.2.4 外部电容示例 (141)19.3时钟乘法器 (143)4 新华龙电子有限公司 电话: 0755-******** 83645242 传真: 0755-********19.4系统时钟选择 (145)20. SMARTCLOCK（实时时钟） (147)20.1 SMA RTC LOCK接口 (148)20.1.1 smaRTClock锁定和关键码功能 (148)20.1.2 使用RTC0ADR和RTC0DAT访问smaRTClock的内部寄存器 (148)20.1.3 smaRTClock接口的自动读功能 (149)20.1.4 RTC0ADR自动增1功能 (149)20.2 SMA RTC LOCK时钟源 (152)20.2.1 使用smaRTClock振荡器的晶体方式 (152)20.2.2 使用smaRTClock振荡器的自振荡方式 (152)20.2.3 自动增益控制（仅限于晶体方式） (153)20.2.4 smaRTClock偏置加倍 (153)20.2.5 smaRTClock时钟丢失检测器 (153)20.3 SMA RTC LOCK定时器和报警功能 (155)20.3.1 设置和读取smaRTClock定时器值 (155)20.3.2 设置smaRTClock报警值 (156)20.4后备稳压器和后备RAM (157)21. SMBUS (161)21.1支持文档 (162)21.2SMB US配置 (162)21.3SMB US操作 (163)21.3.1 总线仲裁 (163)21.3.2 时钟低电平扩展 (164)21.3.3 SCL低电平超时 (164)21.3.4 SCL高电平（SMBus空闲）超时 (164)21.4SMB US的使用 (164)21.4.1 SMBus配置寄存器 (165)21.4.2 SMBus控制寄存器 (168)21.4.3 数据寄存器 (171)21.5SMB US传输方式 (172)21.5.1 主发送器方式 (172)21.5.2 主接收器方式 (173)21.5.3 从接收器方式 (174)21.5.4 从发送器方式 (175)21.6SMB US状态译码 (176)22. UART0 (178)22.1增强的波特率发生器 (179)22.2工作方式 (181)新华龙电子有限公司 电话:0755-******** 83645242 传真: 0755-******** 522.2.1 8位UART (181)22.2.2 9位UART (182)22.3多机通信 (183)23. 增强型串行外设接口（SPI0） (188)23.1信号说明 (189)23.1.1 主输出、从输入（MOSI） (189)23.1.2 主输入、从输出（MISO） (189)23.1.3 串行时钟（SCK） (189)23.1.4 从选择（NSS） (189)23.2SPI0主方式 (191)23.3SPI0从方式 (192)23.4SPI0中断源 (192)23.5串行时钟时序 (193)23.6SPI特殊功能寄存器 (194)24. 定时器 (200)24.1定时器0和定时器1 (200)24.1.1 方式0 — 13位计数器/定时器 (200)24.1.2 方式1 (202)24.1.3 方式2 (202)24.1.4 方式3 (203)24.2定时器2 (208)24.2.1 16位自动重装载方式 (208)24.2.2 8位自动重装载定时器方式 (209)24.2.3 外部/smaRTClock捕捉方式 (210)24.3定时器3 (213)24.3.1 16位自动重装载方式 (213)24.3.2 8位自动重装载定时器方式 (214)24.3.3 外部/smaRTClock捕捉方式 (215)25. 可编程计数器阵列 (218)25.1PCA计数器/定时器 (219)25.2捕捉/比较模块 (221)25.2.1 边沿触发的捕捉方式 (222)25.2.2 软件定时器方式 (223)25.2.3 高速输出方式 (224)25.2.4 频率输出方式 (225)25.2.5 8位脉宽调制器方式 (226)25.2.6 16位脉宽调制器方式 (227)25.3看门狗定时器方式 (228)6 新华龙电子有限公司 电话: 0755-******** 83645242 传真: 0755-********25.3.1 看门狗定时器操作 (228)25.3.2 看门狗定时器的使用 (229)25.4PCA寄存器说明 (231)26. C2接口 (235)26.1C2接口寄存器 (235)26.2C2引脚共享 (237)新华龙电子有限公司 电话:0755-******** 83645242 传真: 0755-8364524371 . 系统概述C8051F41x器件是完全集成的低功耗混合信号片上系统型MCU。

8051存储器配置本节主要介绍8051单片机的存贮器结构微机的存贮器结构分类普林斯顿结构和哈佛结构普林斯顿结构微机只有一个地址空间，ROM和RAM可以随意安排在这一地址范围内不同的空间，即ROM和RAM的地址同在一个队列里分配不同的地址空间。

CPU访问存储器时，一个地址对应唯一的存储器单元，可以是ROM也可以是RAM，并用同类访问指令。

哈佛结构程序存储器和数据存储器分开的结构形式。

8051的存储器在物理结构上采用哈佛结构；分程序存储器空间和数据存储器空间；有四个存储空间：片内程序存储器片外程序存储器片内数据存储器片外数据存储器3.3.2 51存储器的结构从用户使用的角度，8051存储器地址空间分为三类：①程序存储器地址：片内、片外统一编址0000H—FFFFH；64K字节的(用16位地址) ；② 256字节片内数据存储器地址空间(用8位地址)。

地址也从00H—FFH；③64K字节片外数据存储器地址空间(用16位地址)。

地址也从0000H—FFFFH；51存储器空间配置图8051CPU区分RAM的方法：上述三个存储空间地址是重迭的，如何区别这三个不同的逻辑空间呢?8051的指令系统设计了不同的数据传送指令符号：访问片内、片外ROM指令用MOVC；访问片内RAM指令用MOV。

访问片外RAM指令用MOVX；一、程序存储器（ROM）地址空间程序存储器用于存放编好的程序和表格常数；程序存储器通过16位程序计数器(PC)寻址，寻址能力为64K字节。

这使得能在64K地址空间内任意寻址。

没有指令使程序能控制从程序存储器空间转移到数据存储器空间。

片内ROM/PROM为4K字节，地址为0000H—0FFFH;；片外最多可扩至64K字节ROM ／EPROM，地址1FFFH—FFFFH，片内外是统一编址的;当引脚EA接高电平时，8051的程序计数器PC在0000H—0FFFH范围内(即前4K字节地址)执行片内ROM中的程序；当指令地址超过0FFFH后，就自动地转向片外ROM取指令;当引脚EA接低电平(接地)时，8051片内ROM不起作用，CPU只能从片外ROM／EPROM中取指令，地址从0000H开始编址。