C8051F与80C51系列单片机的不同初始化

摘要：C8051F系列单片机是Cygnal公司出品的高速单片机，它与80C51系列单片机指令集兼容，但比后者增加了许多资源，从而为嵌入式系统的开发提供了极大的方便。文中介绍了这两者在结构上的差异以及编程时应注意的问题，并给出了它们较完整的初始化程序。

１　引言

近３０年来，世界各主要电子元器件生产厂商纷纷推出自己各具特色的单片机产品。而在百花齐放的单片机家族中，８０Ｃ５ｌ系列一直扮演着重要的角色。该单片机在教学、科研等领域已经成为入门单片机并成为单片机应用的首选，该产品以其易读性好、扩展能力强而著称，从而成为广大从事单片机开发者最熟悉、最具代表的机型。但人们往往在熟悉８０Ｃ５１单片机之后又选择别的系列单片机开发产品，这是因为８０Ｃ５１具有运算速度慢、功耗大、内部资源少等不足，所以限制了其使用范围。Ｃｙｇｎａｌ公司推出的Ｃ８０５ｌＦ系列单片机既弥补了８０Ｃ５１系列的不足，又与ＭＣＳ—５ｌ指令集兼容。Ｃ８０５ｌＦｘｘｘ系列单片机是完全集成的混合信号系统级芯片，具有与８０５１指令集完全兼容的ＣＩＰ－５１内核。它在单片内集成了构成一个单片机数据采集或控制系统所需要的几乎所有vwin 和数字外设及其它功能部件。这些外设或功能部件包括：ＡＤＣ、可编程增益放大器、ＤＡＣ、电压比较器、电压基准、温度传感器、ＳＭＢｕｓ／Ｉ２Ｃ、ＵＡＲＴ、ＳＰＩ、定时器、可编程计数器／定时器阵列（ＰＣＡ）、内部振荡器、看门狗定时器及电源监视器等。这些外设部件的高集成度为设计小体积、低功耗、高可靠性、高性能的单片机应用系统提供了很大的方便，同时也可以使整体系统的成本大大降低。

熟悉ＭＣＳ—５１系列单片机的工程技术人员可以很容易地掌握Ｃ８０５１Ｆｘｘｘ的应用技术并进行软件移植。但不能将８０５１的程序直接应用于Ｃ８０５１Ｆ单片机中，因为这两种系列的单片机内部资源存在较大的差异，因此，完全照搬、移植是行不通的，必须经过“改良”（主要是初始化控制字的改写）才能正确运行。本文以Ｃ８０５１Ｆｘｘｘ系列单片机中资源最丰富、功能最多、运算速度最快（达到１００ＭＩＰＳ）的Ｃ８０５１Ｆ１２Ｘ系列为例，介绍其与８０Ｃ５１的主要不同之处以及开发时应注意的问题，同时给出了其完整的、且经过运行验证的源程序。

图1

２　结构差异

Ｃ８０５１Ｆ１２Ｘ单片机与８０５１单片机在结构上的最大区别有四点：外引脚采用交叉开关配置；系统时钟源多样且控制灵活；内部特殊功能寄存器ＳＦＲ种类数量增多；具有基于ＪＴＡＧ接口的在系统调试功能。下面主要介绍前三部分内容。

２．１可编程数字Ｉ／Ｏ和交叉开关

可编程数字Ｉ／Ｏ和交叉开关是一个大的数字开关网络，它允许将内部数字系统资源分配给端口Ｉ／Ｏ引脚。与具有标准复用数字Ｉ／Ｏ的微控制器不同，这种结构支持所有的功能组合。可通过设置交叉开关控制寄存器（ＸＢＲ２、ＸＢＲ１和ＸＢＲ０）将片内的计数器／定时器、串行总线、硬件中断、ＡＤＣ转换启动输入、比较器输出以及微控制器内部的其它数字信号配置为在端口Ｉ／Ｏ引脚出现，这就使用户可以根据自己的特定应用选择通用端口Ｉ／Ｏ和需数字资源的组合。而不同于８０５１单片机的引脚基本是固定分配的。Ｃ８０５１Ｆ系列通过优先权交叉开关译码器来控制数字开关网络，优先权交叉开关译码器的值由交叉开关控制寄存器（ＸＢＲ２、ＸＢＲ１和ＸＢＲ０）来配置，如图１所示。优先权交叉开关译码器按优先权顺序从Ｐ０．０开始，可以一直分配到Ｐ３．７，它为数字外设所分配的端口引脚的优先顺序是按系统默认的顺序，即：串行通信ＵＡＲＴ０具有最高优先级，ＴＸ０和ＲＸ０分别被分配到Ｐ０．０和Ｐ０．１? 串行通信ＳＰＩ具有次高优先级，详细的端口引脚的优先分配顺序表请参考有关资料。如果不选择某个资源，则优先顺序表中的下一个功能将填充这个位置。图２所示是三个交叉开关控制寄存器（ＸＢＲ２、ＸＢＲ１和ＸＢＲ０）中各位的含义，它们的复位值均为００００００００。

当交叉开关配置寄存器ＸＢＲ２、ＸＢＲ１和ＸＢＲ０中外设的对应位被设置成逻辑１时，交叉开关将端口引脚分配给外设；如果一个数字外设的允许位未被设置成逻辑１，则其端口不能通过引脚访问。未被设置的交叉开关分配端口可当作标准连续的Ｉ／Ｏ口使用。在系统复位后，默认的寄存器ＸＢＲ２、ＸＢＲ１和ＸＢＲ０的值均为零，即所有Ｉ／Ｏ引脚被强迫成输入口（带上拉），且不与内部资源连通。这样，没有输出的系统显然无意义，所以，无论如何都应置ＸＢＲ２的第６位为１，使交叉开关允许以便引出输出信号。

２．２系统时钟源

Ｃ８０５１Ｆ１２Ｘ的系统时钟可以取自内部振荡电路、外部振荡电路（包括晶振，ＲＣ振荡，陶瓷谐振电路）和锁相环ＰＬＬ电路，锁相环ＰＬＬ电路的输入源可选择来自内部振荡电路，也可以选择外部振荡电路，通过ＰＬＬ的倍频作用可以提高时钟频率。Ｃ８０５１Ｆ１２Ｘ系统内的振荡电路如图３所示。要产生所需的系统时钟，通常要设置８个寄存器：ＯＳＣＸＩＮ、ＯＳＣＩＣＮ、ＯＳＣＩＣＬ、ＣＬＫＳＥＬ、ＰＬＬＯＣＮ、ＰＬＬＯＦＬＴ、ＰＬＬ０ＤＩＶ、ＰＬＬ０ＭＵＬ，其中后４个是有关ＰＬＬ的寄存器。

２．３特殊功能寄存器ＳＦＲ结构

与ＭＣＳ—５１的ＳＦＲ不同的是，Ｃ８０５１Ｆ１２Ｘ的ＳＦＲ由图４所示的多页组成，共有５页，页号为０、１、２、３、１５。各个ＳＦＲ分布在不同的页里，像ＸＢＲ０、ＸＢＲ１、ＸＢＲ２、ＯＳＣＸＩＮ、ＯＳＣＩＣＮ、ＬＬＯＣＮ、ＰＬＬＯＦＬＴ等定位在１５页里，定时器有关的寄存器ＴＣＯＮ、ＴＭＯＤ、ＴＨ、ＴＬ等定位在０页里。在读写各个ＳＦＲ之前，必须先切换到相应的页，可使用“ＭＯＶＳＦＲＰＡＧＥ，＃页号”指令来进行切换。各个ＳＦＲ所在哪些页，请查看相关的资料。

３应用举例

该例中要用的引出脚有一个串行异步通信ＵＡＲＴ和一个外中断ＩＮＴ０。按照系统默认的优先顺序，Ｐ０口被内部资源引出而占用，其中Ｐ０．０为ＵＡＲＴ通信的ＲＸ端，Ｐ０．１为ＵＡＲＴ通信的ＴＸ端，Ｐ０．３为外中断ＩＮＴ０输入引脚，其它端口为通用Ｉ／Ｏ口。Ｐ１口为具有上拉电阻的输入口，Ｐ２口为通用推挽的输出口，Ｐ３口也是通用推挽输出口。具体如下：

＄ｉｎｃｌｕｄｅ（ｃ８０５１ｆ１２０．ｉｎｃ）

ＯＲＧ００Ｈ

ＪＭＰＲＥＳＥＴ；程序入口

ＯＲＧ０３Ｈ

ＪＭＰＥＸ_ＩＮＴ；外中断ＩＮＴ０入口

ＯＲＧ０ＢＨ

ＪＭＰＴＩＭＥ_０；定时器０中断入口

ＯＲＧ１００Ｈ

ＲＥＳＥＴ?ＭＯＶ，ＷＤＴＣＮ，＃０ＤＥＨ ?禁止看门狗

ＭＯＶＷＤＴＣＮ，＃０ＡＤＨ

ＭＯＶＳＦＲＰＡＧＥ，＃０ＦＨ；取特殊功能寄存器的１５页

ＭＯＶＯＳＣＸＣＮ，＃０１１００１１１Ｂ；外用时钟源选择晶体，频率范围在３０ＭＨｚ以下

ＯＲＬＰＬＬ０ＣＮ，＃０００００１１１Ｂ；用外部晶振作为ＰＬＬ的源

ＭＯＶＰＬＬ０ＤＩＶ，＃０００００００１Ｂ；ＰＬＬ的输入除系数１（复位后默认）

ＭＯＶＰＬＬ０ＭＵＬ，＃００００００１０Ｂ；ＰＬＬ的倍频系数为２（２５ＭＨｚ晶振）

ＭＯＶＰＬＬ０ＦＬＴ，＃０００１０００１Ｂ；ＰＬＬ的滤波参数（复位后默认为００１１０００１Ｂ）

ＭＯＶＲ４，＃０；延迟一会儿，使晶振稳定

ＮＮＯＰ１：ＭＯＶＲ５，＃０

ＤＪＮＺＲ５，＄

ＤＪＮＺＲ４，ＮＮＯＰ１

ＭＯＶＣＬＫＳＥＬ，＃００００００１０Ｂ；系统时钟源用晶振再经锁相环ＰＬＬ二倍频，产生５０ＭＨｚ的时钟

ＡＮＬＯＳＣＩＣＮ，＃０１１１１１１１Ｂ ?；允许外部振荡，禁止内部振荡

ＭＯＶＸＢＲ２；＃０１００００００Ｂ；使能交叉译码开关（这条指令很重要）

ＭＯＶＰ２ＭＤＯＵＴ，＃１１１１１１１１Ｂ；Ｐ２口置成输出方式

ＭＯＶＰ３ＭＤＯＵＴ，＃１１１１１１１１Ｂ；Ｐ０口置成输出方式（复位默认为０＿＿开漏）

ＭＯＶＸＢＲ１，＃００００１００Ｂ；允许外中断０连到端口

ＭＯＶＳＦＲＰＡＧＥ，＃０Ｈ；取特殊功能寄存器的０页（因为有关定时器、中断的ＳＦＲ在０页）

ＳＥＴＢＥＸ０；允许外中断０

ＳＥＴＢＩＴ０；ＩＮＴ０下降沿中断

ＭＯＶＴＭＯＤ，＃２１ｈ；设置定时器０为方式１，定时器１为方式２

ＭＯＶＣＫＣＯＮ，＃０８ｈ；选定时器０时钟为系统时钟，定时器１时钟为系统时钟除以１２

ＭＯＶＴＨ１，＃２４２；（５０／１２）ＭＨｚ的时钟产生９６００波特率的计数初值为２４２

ＳＥＴＢＴＲ０；接通定时０

ＳＥＴＢＴＲ１；接通定时１

ＣＬＲＥＴ１；禁止定时器１中断

ＭＯＶＳＣＯＮ，＃５０Ｈ；串口工作于方式１，允许接收，单机工作

ＳＥＴＢＥＴ０；允许Ｔ０中断

ＳＥＴＢＰＴ０；Ｔ０的中断优先级高

ＳＥＴＢＥＡ；开中断

ＭＯＶＳＰ，＃３０Ｈ；栈底在３０Ｈ单元

ＭＡＩＮ：．；以上是程序的初始化

．；主程序

．

ＪＭＰＭＡＩＮ

?＊＊＊＊＊＊定时中断子程序＊＊＊＊＊＊＊

ＴＩＭＥ_０:ＰＵＳＨＡＣＣ

ＭＯＶＴＨ０,＃０Ｈ

ＭＯＶＴＬ０,＃０Ｈ

ＣＰＬＰ２．２ ;在Ｐ２口的Ｄ２脚输出方波

ＰＯＰＡＣＣ

ＲＥＴＩ

?＊＊＊＊＊＊＊外中断子程序＊＊＊＊＊＊＊

ＥＸＩＮＴ?ＰＵＳＨＡＣＣ

ＭＯＶＡ,Ｐ１；从Ｐ１口取一字节

ＣＰＬＡ

ＭＯＶＰ３，Ａ；送出一字节

ＰＯＰＡＣＣ

ＲＥＴ

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2012-04-06 11:48:41

怎样在80C51单片机中写扬声器报警程序

怎样在80C51单片机中写扬声器报警程序

2016-04-14 21:31:44

掌握80C51单片机矩阵键盘的构成原理和软件编程

一、实验目的和任务1、掌握80C51单片机矩阵键盘的构成原理和软件编程。2、掌握80C51单片机数码管动态显示原理和编程。3、掌握80C51单片机LED点阵的构成原理和软件编程。实验原理简介

2021-12-06 06:36:02

有关80C51中断系统的基本知识汇总

什么是中断？80C51的中断系统结构是由哪些部分组成的？80C51单片机的中断优先级有哪几条原则？

2021-08-24 06:34:28

求助：80c51f040系列单片机初始化问题

为什么单片机要初始化，因为要把这个单片机初始化，程序都写不了，都要初始化什么啊，谁能跟我讲讲

2014-05-09 14:20:53

请问C8051F系列单片机与5V系统接口的解决方案谁的更简单？

C8051F系列单片机电源电压全部为2.7-3.6V，那么是否有与5V系统接口的比较简单的解决方案？

2019-09-09 05:25:55

请问哪位大神可以详细介绍一下C8051F单片机吗？

C8051F单片机的知识点汇总

2020-11-17 06:54:45

请问如何使用C8051F单片机控制8位LED？

使用C8051F单片机控制8位LED，演示C8051F单片机之“点灯术”。

2020-11-17 06:56:22

请问开发C8051F单片机需要哪些开发工具？

开发C8051F单片机需要哪些开发工具

2020-11-19 07:12:34

请问有能仿真C8051F单片机的仿真软件吗？

proteus不支持C8051F单片机，有其他仿真软件可以仿真吗？

2019-10-28 03:08:38

高速SOC单片机C8051F不得不知的知识点

Cygnal C8051F系列单片机介绍Cygnal C8051F系列单片机特点Cygnal C8051F存储器有哪些Cygnal C8051F系列模数/数模转换器

2020-11-05 06:58:27

c8051f单片机中文资料下载

概述􀂾 C8051F单片机的特点􀂾 C8051F单片机外设􀂾 适合各种应用的单片机系列􀂾 C8051F单片机的调试和编程􀂾 基于C8051F单片机的解决方案

2008-07-19 10:19:30

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C8051F单片机

C8051F单片机 C8051F系列单片机　　单片机自20世纪70年代末诞生至今，经历了单片微型计算机SCM、微控制器MCU及片上系统SoC三大阶段，前两个阶段分别以MCS-51和80C51

2010-04-06 13:53:01

C8051F与80C51系列单片机的不同初始化

C8051F与80C51系列单片机的不同初始化 近３０年来，世界各主要电子元器件生产厂商纷纷推出自己各具特色的单片机产品。而在百花齐

2009-03-18 15:09:03

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单片机原理及应用：80C51的存储器组织#单片机

单片机80C51

学习硬声知识发布于 2022-11-07 20:02:26

C8051F单片机介绍

概述 C8051F单片机的特点 C8051F单片机外设适合各种应用的单片机系列 C8051F单片机的高度和编程基于C8051F单片机的解决方案

2011-02-24 16:44:07

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单片机原理与应用： 80C51 CPU的结构和特点#单片机

单片机80C51

学习硬声知识发布于 2022-11-08 18:07:11

单片机原理与应用： 80C51单片机最小应用系统视频#单片机

单片机80C51

学习硬声知识发布于 2022-11-08 18:08:24

单片机原理与应用：3 单片机的概念、发展历程、特点、80C51单片机#单片机

单片机80C51

学习硬声知识发布于 2022-11-08 19:36:19

单片机原理与应用：80C51单片机的工作方式与时序视频#单片机

单片机80C51

学习硬声知识发布于 2022-11-08 20:01:17

单片机原理及应用： 80C51 CPU的结构和特点#单片机

单片机80C51

学习硬声知识发布于 2022-11-09 02:13:20

C8051F单片机IAP原理

Cygnal C8051F 系列单片机采用CIP51内核，Cygnal指令与MCS51指令系统全兼容可用标准的ASM51Keil C高级语言开发编译C8051F系列单片机的程序

2011-06-14 15:09:21

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C8051F与80C51系列单片机的初始化比较

本文以C8051Fxxx系列单片机中资源最丰富、功能最多、运算速度最快(达到100MIPS)的C8051F12X系列为例，介绍其与80C51的主要不同之处以及开发时应注意的问题，同时给出了其完整的、且经过运

2012-07-09 14:13:17

4650

80c51单片机和c8051单片机的区别

80c51单片机和c8051单片机的区别。

2016-03-22 16:51:21

80C51系列单片机的主要分类及功能特性

80C51系列单片机的主要分类及功能特性

2017-01-04 13:18:27

80C51单片机的硬件结构是怎么样的？

本文档的主要内容详细介绍的是80C51单片机的硬件结构是怎么样的？主要内容包括了：80C51单片机的内部结构，80C51的外部引脚及功能，80C51的存储器配置，80C51的并行输入／输出接口电路，80C51外围电路设计

2018-09-20 17:24:51

80C51单片机与8051单片机的主要差别在哪里

8051单片机与80C51单片机从外形看是完全一样的，其指令系统、引脚信号、总线等完全一致（完全兼容），也就是说在8051下开发的软件完全可以在80C51上应用，反过来，在89C51下开发的软件也可以在8051上应用。这两种单片机是完全可移植的。

2018-11-29 15:55:58

7406

80C51单片机与8051单片机的区别是什么

2019-08-27 17:29:26

7901

80c51是几位单片机 80c51单片机有几个中断源

80C51是一种8位微处理器，也被称为8051，由Intel公司推出。它是最早的商用单片机之一，由于它的简单易用、灵活可靠，被广泛应用于许多嵌入式系统中。在80C51系列中，最常见的型号包括AT89C51和AT89S52等。

2023-03-31 18:21:26

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C8051F与80C51系列单片机的不同初始化

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