用DS80C51/2微控制器代替Atmel TS80C320U323

DS80C320/323 微控制器是 Atmel 80C51 （TS80C51U2） 的更高性能替代品。本文详细介绍了将应用代码从 Atmel 微控制器转换为 DS80C320/DS80C323 的详细信息，包括时序变化、SFR 差异和新功能。

介绍

达拉斯半导体公司开发了一个创新的8051微控制器系列，每个机器周期运行4个时钟，而不是原来的12个时钟。虽然一些指令在机器周期中增加，但大多数应用程序实现的性能总体提高将是 2.5 倍。与原来的 8051 个周期相比，Atmel 6 系列以每机器周期 12 个时钟的速度运行，而不会增加每条指令的机器周期数。这比原来的 2 架构提高了 8051 倍。与原来的80相比，DS320C8051还具有多项增强功能，包括双数据指针、电源管理模式、增强型看门狗定时器、环形振荡器和用于外部存储器（MOVX）访问的拉伸周期。

本应用笔记旨在提供有关将应用代码从 Atmel TS80C51U2 转换为速度更快的 DS80C320 的信息。

特征

表 1.DS80C320/323 与 TS80C51U2 的比较

 

特征	描述	达拉斯	安特梅尔
最大工作频率 4.5V 至 5.5V		33兆赫（相当于82.5兆赫）	30兆赫（相当于60兆赫）
最大工作频率 2.7V 至 5.5V		18兆赫（相当于45兆赫）	20兆赫（相当于40兆赫）
MOVX 拉伸	延伸外部数据读/写，以允许访问较慢的外设	Y	N
外部中断源		6	2
四个 I/O 端口	端口 0、1、2、3	Y	Y
三个 16 位定时器/计数器	定时器 0、1、2	Y	Y
256 字节内部内存		Y	Y
双数据指针	DPTR0， DPTR1	Y	Y
省电模式	空闲模式，睡眠	Y	Y
电源故障复位	掉电检测器	Y	N
电源故障警告	早期电源故障警告中断	Y	N
可编程看门狗定时器		Y	Y
看门狗中断		Y	N
中断优先级	可编程中断电平	2	4
两个全双工串行UART	7 或 8 个数据位、1 或 2 个停止位、奇偶校验、成帧错误识别、地址识别	Y	Y

 

引脚排列

表 2.DS80C320/323 和 TS80C51U2 引脚排列差异

 

针			名字	DS80C320的区别	描述/注释
浸	PLCC	TQFP， VQFP
20	22, 23	16, 17	V党卫军	提供两个接地连接	在 TS80C51U2 上，PLCC 引脚 23 和 VQFP44 引脚 17 是常闭的。这些引脚可以浮动在DS80C320/323上，没有问题。
9	10	4	RST		重置。DS80C320/323不需要外部电容，但如果放置电容，也不会影响工作。
					互生	功能	评论
3	4	42	小1.2	无差别（注1）	RXD1	串口 1 输入
4	5	43	小1.3	无差别（注1）	TXD1	串口 1 输出
5	6	44	小1.4	可用作外部中断	INT2	外部中断	TS80C51U2 只有两个外部中断。
6	7	1	小1.5	可用作外部中断（注1）	/INT3	外部中断	TS80C51U2 只有两个外部中断。
7	8	2	小1.6	可用作外部中断（注1）	INT4	外部中断	TS80C51U2 只有两个外部中断。可以是 TS1C80U51 上的串行 2 输出。
8	9	3	小1.7	可用作外部中断（注1）	/INT5	外部中断	TS80C51U2 只有两个外部中断。可以是 TS1C80U51 上的串行 2 输出。
--	12	6	北卡罗来纳州	无连接	TS1C80U51 上的可选串行端口 2 输入（注 1）
--	34	28	北卡罗来纳州	无连接	TS1C80U51 上的可选串行端口 2 输出（注 1）
--	1	39	北卡罗来纳州	无连接	V党卫军在 TS80C51U2 上，DS80C320/323 上的接地引脚不会引起任何问题
注1：TS80C51U2 串口 1 输入/输出可以位于不同的位置，具体取决于 AUXR 位 M1UA1 和M0UA_1位。

 

SFR 内存映射

表 3.SFR 差异

 

注册	位 7	位 6	位 5	位 4	位 3	位 2	位 1	位 0	阿德勒	评论
DPL1									84小时	TS80C51U2 DPL1/DPL 使用 SFR 地址 82h（DS80C320/323 上的 DPL）。
DPH1									85小时	TS80C51U2 DPH1/DPH 使用 SFR 地址 83h（DS80C320/323 上的 DPH）。
DPS	0	0	0	0	0	0	0	SEL	86小时	TS80C51U2 在 AUXR1 SFR 中使用 DPS 位。
CKCON DS80C320/323	京东	京东	T2M	T1M	T0M	LDS	LDS	LDS	8呃	WD1，0 看门狗超时。参见看门狗部分 T2M、T1M、T0M（定时器速度）;请参阅计时器部分 MD2、MD1、MD0（拉伸 MOVX） TS80C51U2 不支持拉伸。TS1C1U0 上的M1UA_80/M51UA_2 选择 UART1 引脚输出。
奥克斯 TS80C51U2	M1UA_1	M0UA_1	--	--	--	--	--	答0
仅限 CKCON TS80C51U2								X2	8Fh	TS12C6U80 上可选择 51/2 时钟，DS80C320/323 上不使用寄存器。
埃克西夫	海特	海特	海特	海特	--	RGMD	格格斯尔	BGS	91小时	IE5、4、3、2 DS80C320/323 支持的 附加外部中断。
仅限巴西雷亚尔 TS80C51U2	巴西雷亚尔7	巴西雷亚尔6	巴西雷亚尔5	巴西雷亚尔4	巴西雷亚尔3	巴西雷亚尔2	巴西雷亚尔1	巴西雷亚尔0	9安时	TS80C51U2 上的波特率发生器。DS80C320/323上未使用寄存器。
北控 TS80C51U2	--	--	--	巴西雷尔	TBCK_0	RBCK_0	社民党	SRC	9兆位	请参阅下面的串行端口波特率部分。
BDRCON_1 TS80C51U2	SMOD1_1	SMOD0_1	RCLK_1	TCLK_1	TBCK_1	RBCK_1	--	--	9通道	请参阅下面的串行端口波特率部分。
AUXR1 TS80C51U2	--	--	--	--	--	--	--	DPS	A2小时	DPS 选择在 DS0C80/320 上的寄存器 DPS.323 中处理。
WDTRST TS80C51U2									A6小时	在DS80C320/323上的WDCON寄存器中处理看门狗复位。
WDTPRG TS80C51U2	T4	T3	T2	T1	T0	S2	S1	S0	A7小时	在DS80C320/323上的CKCON寄存器中处理看门狗超时。
IPH TS80C51U2	--	PSH_1	PT2H	PSH_0	PT1H	PX1H	PT0H	PX0H	B7小时	DS80C320/323上的IP和EIP寄存器中处理的中断优先级。
地位	果仁	臀部	唇	1	1	1	1	1	C5h	时钟控制的中断状态。爱特梅尔 TS80C51U2 中不存在。
助教									C7h	定时访问控制
EIE	--	--	--	EWD1	EX5	EX4	EX3	EX2	C8.	启用看门狗中断并启用扩展中断。TS80C51U2 不支持的其他功能。
弹性公网IP地址	--	--	--	普华迪	PX5	PX4	PX3	PX2	F8h	监视程序中断和扩展中断。TS80C51U2 不支持的其他功能。

 

双数据指针

与使用影子寄存器的 Atmel TS80C51U2 不同，DS80C320/323 将两个数据指针映射到不同的寄存器。DPL0 位于 SFR 地址 82h，DPH0 位于 83h，DPL1 位于 84h，DPH1 位于 85h。DPL 在 Atmel TS82C83U80 上映射在 SFR 51h，DPH 映射在 SFR 2h。要在DS80C320/323上的活动DPTR之间切换，请在TS0C1U80上使用DPS.51而不是AUXR2。为双数据指针提供单独的寄存器允许访问任一组寄存器，而无需更改活动的 DPTR。

看门狗定时器

Dallas DS80C320/323实现了高级看门狗复位，支持在定时器到期复位之前中断看门狗。看门狗中断向量位于 63 小时，在看门狗超时之前向量为 512 个周期。应用程序可以重置看门狗并推迟重置，也可以执行清理功能并让重置在 512 个周期结束时发生。

CKCON 寄存器中的 WD1 和 WD0 位控制看门狗超时值。表 4 显示了可能的设置。在更改 WD1 和 WD0 位的值之前，应设置重置监视器计时器位 （WDCON.0） 以避免监视程序计数损坏。设置 EWDI （EIE.4） 位将启用监视器计时器中断，而 EWT （WDCON.1） 将启用监视器计时器。若要重置监视器计时器，应用程序代码将设置 RWT （WDCON.0） 位。为避免看门狗超时，必须在超时之前由应用程序代码设置此位。定时访问，DS80C320/323数据资料第18页，保护看门狗使能和看门狗复位位，防止失控代码意外复位或禁用看门狗定时器。

表 4.看门狗设置

 

京东	京东	中断超时	时间（毫秒）（在 33MHz 时）	重置超时	时间（毫秒）（在 33MHz 时）
0	0	217时钟	3.97	217+ 512 个时钟	4
0	1	220时钟	31.76	220+ 512 个时钟	31.79
1	0	223时钟	254.2	223+ 512 个时钟	254.22
1	1	226时钟	2034	226+ 512 个时钟	2037

 

SFR 寄存器 WDTRG 位 S0、S1 和 S2 对 TS80C51U2 看门狗超时期限进行编程。在 3MHz 时，超时可编程范围为 26.418ms 至 30ms。Atmel 微控制器要求先将 1Eh 写入 1Eh，然后再写入 E<>h，以启用或复位定时器。

定时器

DS80C320/323允许定时器0、1和2以原始8051 Xtal/12或Xtal/4模式运行。要在 4 时钟定时器模式下运行，必须为每个定时器设置 T2M、T1M 或 T0M 位。与 TS80C51U2 不同，定时器可以独立设置为以 12 或 4 时钟模式运行。这使得DS80C320/323在定时器速率方面具有更大的灵活性。在 TS80C51U2 上，所有定时器都以 6 时钟或 12 时钟模式运行，具体取决于 CKCON 中的 X2 位。

必须重新计算每个计时器的重载值，以考虑 Xtal/6 或 Xtal/4 模式下的差异。请参考DS80C320/323数据资料，了解计算重载值的详细功能。

PCON UART 控制

DS80C320/323和TS80C51均支持波特率倍增和成帧错误检测。DS80C320/323的波特率倍增标志在PCON中SMOD_0，在WDCON中SMOD_1。设置这些位可实现波特率加倍。要启用成帧错误检测，请设置 SMOD0 （PCON.6）。

UART

TS80C51U2 包括 DS80C320/323 所没有的专用波特率发生器。必须将使用波特率发生器的串行代码转换为使用可用的计时器。请参阅《高速微控制器用户指南》，了解有关使用定时器生成波特率的详细信息（第 12.3 节）。

中断

DS80C320/323提供2级中断优先级，具有自然优先级选择。表5显示了DS80C320/323与TS80C51U2相比的优先级。

注意：TS80C51 串行端口 1 中断向量位于地址 33h。在DS80C320/323上，串口1中断向量位于3Bh，电源故障中断位于33h。

表 5.中断优先级

 

名字	达拉斯 级别	阿特梅尔 级	向量	评论
电源故障指示灯	1	不可用	33小时	警告 ATMEL 串行端口 1 中断向量
外部中断 0	2	1	03小时
计时器 0 溢出	3	2	0兆位
外部中断 1	4	3	13小时
计时器 1 溢出	5	4	1兆位
串行端口 0	6	5	23小时
计时器 2 溢出	7	6	2兆位
串行端口 1	8	7	3兆位	警告 ATMEL 串行端口 1 矢量在 33h
外部中断 2	9	不可用	43小时
外部中断 3	10	不可用	4兆位
外部中断 4	11	不可用	53小时
外部中断 5	12	不可用	5兆位
看门狗中断	13	不可用	63小时

 

复位和电源故障

DS80C320/323包括内部带隙复位电路，用于监视V电压抄送以确保保持适当的操作水平。如果工作电压超过电源故障警告级别，则会触发电源故障中断，从而允许应用程序代码干净地关闭系统。Atmel TS80C51U2 不包括带隙复位功能，通常需要使用外部 IC 来实现此目的，这会增加总体成本、器件数量和工作电流。

审核编辑：郭婷