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C8051F與80C51系列單片機的不同初始化
摘要：C8051F系列單片機是Cygnal公司出品的高速單片機，它與80C51系列單片機指令集兼容，但比后者增加了許多資源，從而為嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)提供了極大的方便。文中介紹了這兩者在結(jié)構(gòu)上的差異以及編程時應注意的問題，并給出了它們較完整的初始化程序。關鍵詞：特殊功能寄存器SDR；先權(quán)交叉開關譯碼器；交叉開關控制寄存器
１ 引言
近３０年來，世界各主要電子元器件生產(chǎn)廠商紛紛推出自己各具特色的單片機產(chǎn)品。而在百花齊放的單片機家族中，８０Ｃ５ｌ系列一直扮演著重要的角色。該單片機在教學、科研等領域已經(jīng)成為入門單片機并成為單片機應用的首選，該產(chǎn)品以其易讀性好、擴展能力強而著稱，從而成為廣大從事單片機開發(fā)者最熟悉、最具代表的機型。但人們往往在熟悉８０Ｃ５１單片機之后又選擇別的系列單片機開發(fā)產(chǎn)品，這是因為８０Ｃ５１具有運算速度慢、功耗大、內(nèi)部資源少等不足，所以限制了其使用范圍。Ｃｙｇｎａｌ公司推出的Ｃ８０５ｌＦ系列單片機既彌補了８０Ｃ５１系列的不足，又與ＭＣＳ—５ｌ指令集兼容。Ｃ８０５ｌＦｘｘｘ系列單片機是完全集成的混合信號系統(tǒng)級芯片，具有與８０５１指令集完全兼容的ＣＩＰ－５１內(nèi)核。它在單片內(nèi)集成了構(gòu)成一個單片機數(shù)據(jù)采集或控制系統(tǒng)所需要的幾乎所有模擬和數(shù)字外設及其它功能部件。這些外設或功能部件包括：ＡＤＣ、可編程增益放大器、ＤＡＣ、電壓比較器、電壓基準、溫度傳感器、ＳＭＢｕｓ／Ｉ２Ｃ、ＵＡＲＴ、ＳＰＩ、定時器、可編程計數(shù)器／定時器陣列（ＰＣＡ）、內(nèi)部振蕩器、看門狗定時器及電源監(jiān)視器等。這些外設部件的高集成度為設計小體積、低功耗、高可靠性、高性能的單片機應用系統(tǒng)提供了很大的方便，同時也可以使整體系統(tǒng)的成本大大降低。
熟悉ＭＣＳ—５１系列單片機的工程技術(shù)人員可以很容易地掌握Ｃ８０５１Ｆｘｘｘ的應用技術(shù)并進行軟件移植。但不能將８０５１的程序直接應用于Ｃ８０５１Ｆ單片機中，因為這兩種系列的單片機內(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）才能正確運行。本文以Ｃ８０５１Ｆｘｘｘ系列單片機中資源最豐富、功能最多、運算速度最快（達到１００ＭＩＰＳ）的Ｃ８０５１Ｆ１２Ｘ系列為例，介紹其與８０Ｃ５１的主要不同之處以及開發(fā)時應注意的問題，同時給出了其完整的、且經(jīng)過運行驗證的源程序。
圖1
２ 結(jié)構(gòu)差異
Ｃ８０５１Ｆ１２Ｘ單片機與８０５１單片機在結(jié)構(gòu)上的最大區(qū)別有四點：外引腳采用交叉開關配置；系統(tǒng)時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
可編程數(shù)字Ｉ／Ｏ和交叉開關是一個大的數(shù)字開關網(wǎng)絡，它允許將內(nèi)部數(shù)字系統(tǒng)資源分配給端口Ｉ／Ｏ引腳。與具有標準復用數(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�？赏ㄟ^設置交叉開關控制寄存器（ＸＢＲ２、ＸＢＲ１和ＸＢＲ０）將片內(nèi)的計數(shù)器／定時器、串行總線、硬件中斷、ＡＤＣ轉(zhuǎn)換啟動輸入、比較器輸出以及微控制器內(nèi)部的其它數(shù)字信號配置為在端口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)交叉開關譯碼器來控制數(shù)字開關網(wǎng)絡，優(yōu)先權(quán)交叉開關譯碼器的值由交叉開關控制寄存器（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)字外設所分配的端口引腳的優(yōu)先順序是按系統(tǒng)默認
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