超低壓SoC處理器C8051F9xx應用解析

第1章 C8051F9xx內(nèi)核與功能總匯1 1.1 內(nèi)核的兼容性與差異性2 1.2 功能的改進與擴展3 1.3 存儲空間的映射4 1.4 擴展的中斷系統(tǒng)5 1.4.1 中斷源和中斷向量6 1.4.2 中斷的優(yōu)先級與響應時間7 1.4.3 外部中斷源8 1.4.4 中斷控制寄存器的使用與說明8 1.5 內(nèi)核指令集說明13 1.6 C8051F9xx的工作狀態(tài)13 1.6.1 內(nèi)核的幾種工作模式13 1.6.2 各工作狀態(tài)的設置與功耗特點14 1.6.3 工作狀態(tài)喚醒源的配置與識別16 1.6.4 與工作方式相關(guān)的配置寄存器18 1.7 特殊功能寄存器19 1.7.1 寄存器的分頁19 1.7.2 特殊功能寄存器的分布19 1.7.3 特殊功能寄存器的定義21 1.8 芯片的仿真與調(diào)試和C2端口共享21 1.8.1 內(nèi)置的C2仿真接口21 1.8.2 C2引腳共享23 1.9 芯片引腳定義及電氣參數(shù)24 1.10 應用實例25 中斷設置與應用25 第2章 可編程輸入/輸出端口與外設資源匹配29 2.1 I/O口優(yōu)先權(quán)交叉開關(guān)譯碼器原理30 2.2 外設資源初始化與配置32 2.2.1 端口引腳分配模擬功能33 2.2.2 端口引腳分配數(shù)字功能33 2.2.3 端口引腳分配外部數(shù)字及數(shù)字捕捉功能33 2.3 交叉開關(guān)譯碼功能寄存器的配置34 2.4 通用端口I/O功能配置36 2.4.1 端口匹配功能的設置36 2.4.2 端口I/O配置的特殊功能寄存器37 2.5 端口I/O的電氣參數(shù)43 2.6 I/O匹配應用實例43 第3章 片上可編程基準電路與比較器48 3.1 片上基準源48 3.1.1 基準原理概述48 3.1.2 程控電流基準（IREF0）49 3.1.3 程控電壓基準（REF0）與模擬地參考基準（GND）50 3.2 比較器53 3.2.1 比較器基本的輸入輸出特性53 3.2.2 比較器輸入輸出設置55 3.2.3 比較器容性觸感模擬多路分配器58 3.2.4 容性觸感模擬多路分配器設置59 3.2.5 比較器電氣參數(shù)61 3.3 應用實例62 可編程電流基準測試62 第4章 10位低功耗突發(fā)模式自動平均累加A/D轉(zhuǎn)換器68 4.1 A/D轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)和功能框圖68 4.2 片內(nèi)10位A/D轉(zhuǎn)換器的主要特性69 4.3 ADC0的基本操作與配置69 4.4 A/D轉(zhuǎn)換器輸入端選擇71 4.5 A/D轉(zhuǎn)換的啟動源選擇73 4.6 單次及累加模式下輸出碼格式選擇73 4.7 A/D輸入信號的跟蹤方式75 4.8 低功耗突發(fā)工作方式76 4.9 采樣時間與增益控制77 4.10 可編程窗口檢測78 4.11 片內(nèi)溫度傳感器80 4.11.1 溫度傳感器的校準81 4.11.2 溫度傳感器校準所使用的寄存器82 4.12 A/D轉(zhuǎn)換應用實例82 4.12.1 立即更新82 4.12.2 時控觸發(fā)源方式85 4.12.3 硬件累加器應用89 4.12.4 中斷采樣處理94 4.12.5 外部CNVSTR采樣應用98 4.12.6 硬件門限比較103 4.12.7 片內(nèi)溫度傳感器109 4.12.8 ADC0的突發(fā)工作方式113 第5章 片上DC/DC轉(zhuǎn)換器與高效率穩(wěn)壓器118 5.1 片上DC/DC的工作原理118 5.2 DC/DC的外部電路連接120 5.3 DC/DC寄存器定義與說明121 5.4 片上穩(wěn)壓器設置122 5.5 電氣參數(shù)124 第6章 具有加密功能的數(shù)據(jù)程序Flash存儲器125 6.1 Flash存儲器編程操作125 6.1.1 Flash編程鎖定和關(guān)鍵字設置125 6.1.2 Flash擦寫的操作126 6.2 Flash數(shù)據(jù)的安全保護128 6.3 Flash可靠寫和擦除的幾點要求129 6.3.1 電源和電源監(jiān)視器的要求129 6.3.2 寫允許操作位PSWE的操作130 6.3.3 系統(tǒng)時鐘穩(wěn)定性130 6.4 Flash讀定時設置與電氣特性131 6.5 Flash存儲器的電氣特性131 6.6 Flash存儲器應用設計131 6.6.1 Flash非易失臨時存儲頁應用131 6.6.2 Flash非易失數(shù)據(jù)全地址隨機讀寫137 第7章 增強型循環(huán)冗余檢查單元143 7.1 循環(huán)冗余檢查單元原理圖143 7.2 片內(nèi)CRC單元計算過程及輸出示例143 7.3 CRC單元的配置144 7.4 CRC功能寄存器說明與應用145 7.5 CRC的位反轉(zhuǎn)功能147 7.6 CRC數(shù)據(jù)檢驗功能演示147 7.6.1 16位CRC數(shù)據(jù)校驗功能示例147 7.6.2 位序反轉(zhuǎn)及軟件CRC功能示例151 第8章 多模式外設總線擴展和片上XRAM的訪問157 8.1 片外可尋址XRAM空間的配置157 8.2 外部存儲器總線的擴展158 8.3 XRAM地址空間的訪問模式159 8.3.1 僅訪問片上XRAM159 8.3.2 以不分頁的方式訪問地址空間重疊的片內(nèi)外XRAM160 8.3.3 以分頁的方式訪問片內(nèi)外地址空間重疊的片內(nèi)外XRAM160 8.3.4 僅訪問片外XRAM160 8.4 外部XRAM擴展的時序160 8.5 總線匹配寄存器的定義與設置163 8.6 應用實例165片上4KB環(huán)形RAM的應用165 第9章 系統(tǒng)復位源169 9.1 系統(tǒng)復位概述169 9.2 C8051F9xx的復位源171 9.2.1 上電復位171 9.2.2 掉電復位和VDD/DC+監(jiān)視器171 9.2.3 外部復位173 9.2.4 時鐘丟失檢測器復位174 9.2.5 比較器0復位174 9.2.6 PCA看門狗定時器復位175 9.2.7 Flash錯誤復位175 9.2.8 smaRTClock（實時時鐘）復位175 9.2.9 軟件復位175 9.3 復位源的設置與使用176 9.3.1 軟件復位實例176 9.3.2 看門狗復位應用178 第10章 多模式時鐘發(fā)生源183 10.1 片內(nèi)振蕩器的設置184 10.1.1 可編程內(nèi)部精密振蕩器184 10.1.2 低功耗內(nèi)部振蕩器185 10.2 外部振蕩器的配置與使用185 10.2.1 外部晶體模式185 10.2.2 外部RC模式186 10.2.3 外部電容模式187 10.2.4 外部CMOS時鐘方式187 10.3 時鐘源配置功能寄存器說明187 10.4 時鐘源配置與使用189 10.4.1 片外電容振蕩器模式189 10.4.2 片內(nèi)低功耗振蕩器模式191 10.4.3 片內(nèi)精密振蕩器模式193 10.4.4 片內(nèi)精密振蕩器頻率調(diào)整195 10.4.5 使用smaRTClock振蕩器作為系統(tǒng)振蕩器200 第11章 smaRTClock時鐘單元203 11.1 smaRTClock時鐘結(jié)構(gòu)和功能概述203 11.2 smaRTClock全局寄存器204 11.2.1 smaRTClock全局寄存器功能解析204 11.2.2 smaRTClock鎖定與解鎖205 11.2.3 smaRTClock全局寄存器訪問方式示例206 11.3 smaRTClock的時鐘源定義與設置207 11.3.1 標準晶振模式207 11.3.2 片內(nèi)自激振蕩模式208 11.3.3 可編程容性匹配負載設置208 11.3.4 時鐘故障檢測和保護209 11.4 smaRTClock定時和報警功能209 11.4.1 定時功能的設置與使用210 11.4.2 報警功能的設置與使用210 11.4.3 smaRTClock報警的雙模式選擇210 11.5 smaRTClock內(nèi)部寄存器定義211 11.6 smaRTClock功能應用213 smaRTClock喚醒源在低功耗系統(tǒng)中的應用213 第12章 SMBus總線219 12.1 SMBus配置與外設擴展219 12.2 SMBus的通信概述221 12.2.1 總線的仲裁221 12.2.2 總線的時序221 12.2.3 總線的狀態(tài)221 12.3 SMBus寄存器的定義與配置222 12.3.1 SMBus初始配置寄存器223 12.3.2 SMBus狀態(tài)控制寄存器225 12.3.3 硬件從地址識別227 12.3.4 SMBus數(shù)據(jù)收發(fā)寄存器228 12.4 SMBus工作方式選擇229 12.4.1 主發(fā)送方式229 12.4.2 主接收方式229 12.4.3 從接收方式230 12.4.4 從發(fā)送方式231 12.5 SMBus狀態(tài)譯碼232 12.6 SMBus總線擴展應用實例235 64KB非易失鐵電存儲器FM24C512應用235 第13章 異步串口UART0245 13.1 增強的波特率發(fā)生器245 13.2 串行通信工作方式選擇247 13.2.1 8位通信模式248 13.2.2 9位通信模式248 13.3 多機通信249 13.4 串行通信相關(guān)寄存器說明250 13.5 串口UART0實例251 串口自環(huán)調(diào)試實例251 第14章 增強型全雙工同步串行外設接口SPI0/SPI1256 14.1 SPI0的信號定義256 14.2 SPI0/SPI1主工作方式258 14.3 SPI0/SPI1從工作方式259 14.4 SPI0/SPI1中斷源說明260 14.5 串行時鐘相位與極性260 14.6 SPI特殊功能寄存器262 14.7 SPI主工作方式下擴展實例267 第15章 定時器268 15.1 定時器0和定時器1268 15.1.1 定時器0/定時器1的方式0——13位計數(shù)器/定時器269 15.1.2 定時器0/定時器1的方式1和方式2270 15.1.3 定時器0的方式3271 15.1.4 定時器0/定時器1的相關(guān)寄存器271 15.2 定時器2275 15.2.1 定時器2的16位自動重裝載方式275 15.2.2 定時器2的8位自動重裝載定時器方式276 15.2.3 比較器0/smaRTClock捕捉方式277 15.2.4 定時器2的相關(guān)寄存器278 15.3 定時器3280 15.3.1 定時器3的16位自動重裝載方式280 15.3.2 定時器3的8位自動重裝載定時器方式280 15.3.3 比較器1/外部振蕩器捕捉方式281 15.3.4 定時器3的相關(guān)寄存器283 15.4 定時器應用實例285 15.4.1 利用定時器測試比較器的輸出285 15.4.2 利用定時器實現(xiàn)節(jié)拍時控系統(tǒng)289 第16章 可編程計數(shù)器陣列294 16.1 PCA計數(shù)器/定時器與中斷源295 16.2 PCA的捕捉/比較模塊297 16.2.1 PCA邊沿觸發(fā)的捕捉方式297 16.2.2 PCA軟件定時器方式298 16.2.3 PCA高速輸出方式298 16.2.4 PCA頻率輸出方式299 16.2.5 8、9、10、11位脈寬調(diào)制器方式300 16.2.6 16位脈寬調(diào)制器方式301 16.3 看門狗定時器方式303 16.3.1 看門狗定時器操作303 16.3.2 看門狗定時器的配置與使用304 16.4 PCA寄存器說明304 16.5 PCA應用實例309 16.5.1 8位PWM發(fā)生程序309 16.5.2 16位PWM發(fā)生程序312 16.5.3 11位PWM波輸出316 16.5.4 方波發(fā)生輸出320 16.5.5 頻率捕捉功能應用322 16.5.6 軟件定時器功能應用326 第17章 綜合實例應用330 17.1 USB接口的擴展330 17.1.1 UART串口應用實際330 17.1.2 UART轉(zhuǎn)USB功能實現(xiàn)331 17.2 基于等效面積法的SPWM波發(fā)生341 17.2.1 SPWM技術(shù)基本原理341 17.2.2 SPWM波發(fā)生算法與方式342 17.2.3 SPWM波在C8051F9xx上的實現(xiàn)343 17.2.4 互補SPWM波的發(fā)生程序343 17.3 利用PWM實現(xiàn)D/A輸出348 17.3.1 PWM轉(zhuǎn)D/A的技術(shù)特點分析348 17.3.2 簡易PWM轉(zhuǎn)D/A的方案349 17.3.3 高分辨率D/A轉(zhuǎn)換設計351 17.3.4 PWM轉(zhuǎn)D/A程序設計353 17.4 大容量串行DataFlash存儲器擴展357 17.4.1 NORFlash和NANDFlash技術(shù)與性能比較357 17.4.2 串行DataFlash358 17.4.3 AT45DB161B芯片引腳和功能簡介358 17.4.4 存儲器與單片機接口實例363 17.5 溫濕度數(shù)字傳感器應用376 17.5.1 單片數(shù)字溫度、濕度傳感器SHT1x/SHT7x376 17.5.2 數(shù)字傳感器SHT1x相關(guān)內(nèi)容377 17.5.3 數(shù)字溫濕傳感器擴展應用382 17.6 電容式觸摸按鍵擴展391 17.6.1 概述391 17.6.2 電容式觸摸按鍵的原理392 17.6.3 電容式觸摸按鍵的影響因素395 17.6.4 觸摸開關(guān)的校準398 17.6.5 觸摸按鍵的軟件設計思路399 17.6.6 觸摸按鍵軟硬件設計實例399 附錄A CIP51指令集413 附錄B 特殊功能寄存器417 附錄C C8051F9xx引腳定義及說明421