51手记之C8051F

使用Silicon Lab的专利CIP-51微控制器内核，可以使用标准803x/805x的汇编器和编译器进行软件开发，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，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。

器件内部包含一个稳压器（REG0）。当被使能时，REG0输出连到VDD引脚，并可为外部器件提供电源。REG0可以被软件使能/禁止。

可在工业温度范围（-45℃到+85℃）内用2.7V-5.25V的电压工作。电源电压大于3.6V时，必须使用内部稳压器。

包含C2调试接口，支持FLASH编程和使用安装在最终应用系统中的器件进行在系统调试。

1.基本特性

时钟源：有1个可编程内部高频振荡器、1个可编程内部低频振荡器、1个外部振荡器驱动电路和1个4倍时钟乘法器。

高速内部振荡器在出厂时已经被校准为12MHz±1.5%。时钟恢复电路允许内部振荡器与4倍时钟乘法器配合，提供全速方式USB时钟源。内部振荡器还被用作低速方式下的USB时钟源。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。

系统时钟可以被配置为使用内部振荡器、外部振荡器或时钟乘法器输出二分频。如果需要，可以在CPU运行时切换系统时钟振荡源。低频内部振荡器或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）的时钟源运行，当需要时再周期性地切换到高速时钟源。

使用外部振荡器时，必须在OSCXCN寄存器中选择外部振荡器类型，必须对所有端口引脚进行配置，对于晶体/陶瓷谐振器、电容或RC方式，应将所有端口配置为模拟输入，对于CMOS时钟方式，应将所有端口引脚配置为数字输入；对于外部晶体或陶瓷谐振器，必须在XTAL1和XTAL2引脚之间并接一个10MΩ的电阻。使用RC、电容或CMOS时钟配置，时钟源应接到XTAL2引脚。

外部晶体使用步骤：a.使能外部振荡器；b.等待至少1ms；c.查询XTLVLD =>‘1’；d.将系统时钟切换到外部振荡器。

4倍时钟乘法器配置：a.通过向寄存器CLKMUL写0x00来复位时钟乘法器；b.用MULSEL位选择时钟乘法器的输入；c.用MULEN位使能时钟乘法器（CLKMUL | = 0x80）；d.延时大于5 μs；e.用MULINIT位初始化时钟乘法器（CLKMUL | = 0xC0）；f.查询等待MULRDY =>‘1’。

当使用外部振荡器作为4倍时钟乘法器的输入时，外部振荡源必须在乘法器初始化之前被使能并稳定运行。

有9个复位源：上电复位电路（POR）、片内VDD监视器（当电源电压低于VRST时强制复位）、USB控制器（USB总线复位或VBUS状态变化）、看门狗定时器、时钟丢失检测器、由比较器0提供的电压检测器、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。

2.存储器

1)程序存储器

内部有可再编程的FLASH存储器，用于程序代码和非易失性数据存储。可以通过C2接口或由软件使用MOVX指令对FLASH存储器进行在系统编程，每次一个字节。可在系统编程，扇区大小为512字节。

64KB的片内FLASH存储器可用作程序存储器或可编程数据存储器，实际使用过程中需注意，程序默认从低地址开始存放，如需使用该空间存放数据，需避开程序代码区。只有未锁定的FLASH页可使用。

2)数据存储器

片上256字节RAM+4KB的XRAM，1KB的USB FIFO也可以被映射到外部数据存储器空间，作为通用数据存储器使用。有用于访问片外存储器和存储器映射器件的外部存储器接口EMIF。

3.通用I/O口

有40/25个I/O口，均耐5V电压，大灌电流。每个端口引脚都可以被配置为模拟输入或数字I/O引脚，被选择为数字I/O的引脚还可以被配置为推挽或漏极开路输出。

数字交叉开关允许将内部数字系统资源映射到端口I/O引脚，交叉开关根据优先权译码表为所选择的内部数字资源分配I/O引脚。寄存器XBR0、XBR1和XBR2用于选择内部数字功能。。PnSKIP寄存器允许软件跳过那些被用作模拟输入、特定功能或GPIO的引脚。

端口I/O初始化包括以下步骤：

a.用端口输入方式寄存器（PnMDIN）选择所有端口引脚的输入方式（模拟或数字）。

b.用端口输出方式寄存器（PnMDOUT）选择所有端口引脚的输出方式（漏极开路或推挽）。

c.用端口跳过寄存器（PnSKIP）选择应被交叉开关跳过的那些引脚。

d.将引脚分配给要使用的外设（