基于C8051F330单片机
系统设计入门
2008.08.08
目 录
1、C8051F330单片机结构特点
1.1 C8051F330单片机概况 1.2 CIP-51TM 微控制器核 1.3 片内存储器 1.4 片内调试电路
1.5 可编程数字I/O和交叉开关 1.6 串行端口 1.7 可编程计数器阵列 1.8 10位模/数转换器 1.9 比较器
1.10 10位电流输出DAC 1.11引脚和封装定义
2、C8051F330单片机系统硬件设计要点
2.1 复位源特点及外部复位电路连接 2.2 C2接口电路 2.3 时钟系统特点及使用
2.4 I/O端口和交叉开关特点及配置
3、C8051F330单片机系统软件设计要点
3.1 单片机的初始化设置 3.2 软件延时程序
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1 C8051F330单片机特点
1.1 C8051F330单片机概况
模拟外设 ? 10位 ADC（只限于F330）
??转换速率可达200ksps ??可多达16个外部单端或差分输入 ??VREF可在内部VREF、外部引脚或VDD中选择 ??内部或外部转换启动源 ??内置温度传感器 ? 10位电流输出DAC（只限于F330） ? 比较器
??可编程回差电压和响应时间 ??可配置为中断或复位源 ??小电流（<0.4μA）
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 ? 比使用仿真芯片、目标仿真头和仿真插座的仿真系统有更优越的性能 ? 廉价而完整的开发套件 供电电压…………………………2.7V - 3.6V ? 典型工作电流：6.4mA @ 25MHz
9μA @ 32KHz
? 典型停机电流：0.1μA 温度范围：-40°C - +85°C
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25MIPS（时钟频率为25MHz时） ? 扩展的中断系统 存储器 ? 768字节内部数据RAM（256+512） ? 8KB FLASH；可在系统编程，扇区大小为512字节 数字外设 ? 17个端口I/O；均耐5V电压，大灌电流 ? 硬件增强型UART、SMBus和增强型SPI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3个捕捉/比较模块 ? 使用PCA或定时器和外部时钟源的实时时钟方式 时钟源 ? 两个内部振荡器：
??24.5MHz，±2%的精度，可支持无晶体UART操作 ??80/40/20/10 kHz低频率、低功耗振荡器 ? 外部振荡器：晶体、RC、C、或外部时钟 ? 可在运行中切换时钟源，适用于节电方式
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1.2 CIP-51TM 微控制器核
1.2.1 与8051完全兼容
C8051F330/1系列器件使用Silicon Labs的专利CIP-51微控制器内核。CIP-51与MCS-51指令集完全兼容，可以使用标准803x/805x的汇编器和编译器进行软件开发。CIP-51内核具有标准8052的所有外设部件，包括4个16位计数器/定时器、一个具有增强波特率配置的全双工UART、一个增强型SPI端口、768字节内部RAM、128字节特殊功能寄存器（SFR）地址空间及17个I/O端口。
TM
1.2.2 速度提高
CIP-51采用流水线结构，与标准的8051结构相比指令执行速度有很大的提高。在一个标准的8051中，除MUL和DIV以外所有指令都需要12或24个系统时钟周期，最大系统时钟频率为12-24MHz。而对于CIP-51内核，70%的指令的执行时间为1或2个系统时钟周期，只有4条指令的执行时间大于4个系统时钟周期。
CIP-51共有111条指令。下表列出了指令条数与执行时所需的系统时钟周期数的关系。
行周期数 指令数 1 2 2/3 3 3/4 4 4/5 5 8 26 50 5 16 7 3 1 2 1 - 3 -
1.2.3 增加的功能
C8051F330/1 系列MCU在CIP-51内核和外设方面有几项关键性的改进，提高了整体性能，更易于在最终应用中使用。
扩展的中断系统向CIP-51提供14个中断源（标准8051只有7个中断源），允许大量的模拟和数字外设中断微控制器。一个中断驱动的系统需要较少的MCU干预，因而有更高的执行效率。在设计一个多任务实时系统时，这些增加的中断源是非常有用的。 V
MCU有多达8个复位源：上电复位电路（POR）、一个片内VDD监视器（当电源电压低于时强制复位）、一个看门狗定时器、一个时钟丢失检测器、一个由比较器0提供的电压检测
RST
器、一个软件强制复位、外部复位输入引脚和FLASH读/写错误保护电路复位。除了POR、复位输入引脚及FLASH操作错误这三个复位源之外，其他复位源都可以被软件禁止。在一次上电复位之后的MCU初始化期间，WDT可以被永久性使能。
C8051F330/1器件的内部振荡器在出厂时已经被校准为24.5MHz ± 2%，该振荡器的周期可以由用户以大约0.5%的增量编程；片内还集成了一个低速振荡器，更适合于低功耗操作。器件内集成了外部振荡器驱动电路，允许使用晶体、陶瓷谐振器、电容、RC或外部CMOS时钟源产生系统时钟。如果需要，时钟源可以在运行时切换到外部振荡器。外部振荡器在低功耗系统中是非常有用的，它允许MCU从一个低频率（节电）外部晶体源运行，当需要时再周期性地切换到高速（可达25MHz）的内部振荡器。
图1.4 片内时钟和复位电路
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