C8051F与80C51系列单片机的初始化比较

　　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。

　　

 

　　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“MOV SFRPAGE，#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)

　　ORG 00H

　　JMP RESET ;程序入口

　　ORG 03H

　　JMP EX_INT ;外中断INT0入口

　　ORG 0BH

　　JMP TIME_0 ;定时器0中断入口

　　ORG 100H

　　RESET MOV， WDTCN，#0DEH ?禁止看门狗

　　MOV WDTCN，#0ADH

　　MOV SFRPAGE， #0FH ;取特殊功能寄存器的15页

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

　　ORL PLL0CN，#00000111B ;用外部晶振作为PLL的源

　　MOV PLL0DIV，#00000001B ;PLL的输入除系数1(复位后默认)

　　MOV PLL0MUL，#00000010B ;PLL的倍频系数为2(25MHz晶振)

　　MOV PLL0FLT，#00010001B ;PLL的滤波参数(复位后默认为00110001B)

　　MOV R4，#0 ;延迟一会儿，使晶振稳定

　　NNOP1：MOV R5，#0

　　DJNZ R5，$

　　

 

　　DJNZ R4，NNOP1

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

　　ANL OSCICN，#01111111B ?;允许外部振荡，禁止内部振荡

　　MOV XBR2;#01000000B ;使能交叉译码开关(这条指令很重要)

　　MOV P2MDOUT，#11111111B ;P2口置成输出方式

　　MOV P3MDOUT，#11111111B ;P0口置成输出方式(复位默认为0__开漏)

　　MOV XBR1，#0000100B ;允许外中断0连到端口

　　MOV SFRPAGE， #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)

　　SETB EX0 ;允许外中断0

　　SETB IT0 ;INT0下降沿中断

　　MOV TMOD，#21h ;设置定时器0为方式1， 定时器1为方式2

　　MOV CKCON，#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

　　MOV TH1，#242 ;(50/12)MHz的时钟产生9600波特率的计数初值为242

　　SETB TR0 ;接通定时0

　　SETB TR1 ;接通定时1

　　CLR ET1 ;禁止定时器1中断

　　MOV SCON，#50H ;串口工作于方式1，允许接收，单机工作

　　SETB ET0 ;允许T0中断

　　SETB PT0 ;T0的中断优先级高

　　SETB EA ;开中断

　　MOV SP，#30H ;栈底在30H单元

　　MAIN： . ;以上是程序的初始化

　　. ;主程序

　　.

　　JMP MAIN

　　****** 定时中断子程序 *******

　　TIME_0:PUSH ACC

　　MOV TH0,#0H

　　MOV TL0,#0H

　　CPL P2.2 ;在P2口的D2脚输出方波

　　POP ACC

　　RETI

　　******* 外中断子程序 *******

　　EX INT?PUSH ACC

　　MOV A,P1 ;从P1口取一字节

　　CPL A

　　MOV P3，A ;送出一字节

　　POP ACC

　　RET