超低壓SoC處理器C8051F9xx應(yīng)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(jìn)與擴(kuò)展3 1.3 存儲(chǔ)空間的映射4 1.4 擴(kuò)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(jí)與響應(yīng)時(shí)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(shè)置與功耗特點(diǎn)14 1.6.3 工作狀態(tài)喚醒源的配置與識(shí)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(yīng)用實(shí)例25 中斷設(shè)置與應(yīng)用25 第2章 可編程輸入/輸出端口與外設(shè)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(shè)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(shè)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(yīng)用實(shí)例43 第3章 片上可編程基準(zhǔn)電路與比較器48 3.1 片上基準(zhǔn)源48 3.1.1 基準(zhǔn)原理概述48 3.1.2 程控電流基準(zhǔn)（IREF0）49 3.1.3 程控電壓基準(zhǔn)（REF0）與模擬地參考基準(zhǔn)（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(shè)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(shè)置59 3.2.5 比較器電氣參數(shù)61 3.3 應(yīng)用實(shí)例62 可編程電流基準(zhǔn)測(cè)試62 第4章 10位低功耗突發(fā)模式自動(dòng)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(dòng)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(hào)的跟蹤方式75 4.8 低功耗突發(fā)工作方式76 4.9 采樣時(shí)間與增益控制77 4.10 可編程窗口檢測(cè)78 4.11 片內(nèi)溫度傳感器80 4.11.1 溫度傳感器的校準(zhǔn)81 4.11.2 溫度傳感器校準(zhǔn)所使用的寄存器82 4.12 A/D轉(zhuǎn)換應(yīng)用實(shí)例82 4.12.1 立即更新82 4.12.2 時(shí)控觸發(fā)源方式85 4.12.3 硬件累加器應(yīng)用89 4.12.4 中斷采樣處理94 4.12.5 外部CNVSTR采樣應(yīng)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(shè)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(chǔ)器125 6.1 Flash存儲(chǔ)器編程操作125 6.1.1 Flash編程鎖定和關(guān)鍵字設(shè)置125 6.1.2 Flash擦寫的操作126 6.2 Flash數(shù)據(jù)的安全保護(hù)128 6.3 Flash可靠寫和擦除的幾點(diǎn)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(shí)鐘穩(wěn)定性130 6.4 Flash讀定時(shí)設(shè)置與電氣特性131 6.5 Flash存儲(chǔ)器的電氣特性131 6.6 Flash存儲(chǔ)器應(yīng)用設(shè)計(jì)131 6.6.1 Flash非易失臨時(shí)存儲(chǔ)頁應(yīng)用131 6.6.2 Flash非易失數(shù)據(jù)全地址隨機(jī)讀寫137 第7章 增強(qiáng)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(jì)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(yīng)用145 7.5 CRC的位反轉(zhuǎn)功能147 7.6 CRC數(shù)據(jù)檢驗(yàn)功能演示147 7.6.1 16位CRC數(shù)據(jù)校驗(yàn)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(shè)總線擴(kuò)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(chǔ)器總線的擴(kuò)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(kuò)展的時(shí)序160 8.5 總線匹配寄存器的定義與設(shè)置163 8.6 應(yīng)用實(shí)例165片上4KB環(huán)形RAM的應(yīng)用165 第9章 系統(tǒng)復(fù)位源169 9.1 系統(tǒng)復(fù)位概述169 9.2 C8051F9xx的復(fù)位源171 9.2.1 上電復(fù)位171 9.2.2 掉電復(fù)位和VDD/DC+監(jiān)視器171 9.2.3 外部復(fù)位173 9.2.4 時(shí)鐘丟失檢測(cè)器復(fù)位174 9.2.5 比較器0復(fù)位174 9.2.6 PCA看門狗定時(shí)器復(fù)位175 9.2.7 Flash錯(cuò)誤復(fù)位175 9.2.8 smaRTClock（實(shí)時(shí)時(shí)鐘）復(fù)位175 9.2.9 軟件復(fù)位175 9.3 復(fù)位源的設(shè)置與使用176 9.3.1 軟件復(fù)位實(shí)例176 9.3.2 看門狗復(fù)位應(yīng)用178 第10章 多模式時(shí)鐘發(fā)生源183 10.1 片內(nèi)振蕩器的設(shè)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(shí)鐘方式187 10.3 時(shí)鐘源配置功能寄存器說明187 10.4 時(shí)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(shí)鐘單元203 11.1 smaRTClock時(shí)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(shí)鐘源定義與設(shè)置207 11.3.1 標(biāo)準(zhǔn)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(fù)載設(shè)置208 11.3.4 時(shí)鐘故障檢測(cè)和保護(hù)209 11.4 smaRTClock定時(shí)和報(bào)警功能209 11.4.1 定時(shí)功能的設(shè)置與使用210 11.4.2 報(bào)警功能的設(shè)置與使用210 11.4.3 smaRTClock報(bào)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(yīng)用213 smaRTClock喚醒源在低功耗系統(tǒng)中的應(yīng)用213 第12章 SMBus總線219 12.1 SMBus配置與外設(shè)擴(kuò)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(shí)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(shí)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(kuò)展應(yīng)用實(shí)例235 64KB非易失鐵電存儲(chǔ)器FM24C512應(yīng)用235 第13章 異步串口UART0245 13.1 增強(qiáng)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(jī)通信249 13.4 串行通信相關(guān)寄存器說明250 13.5 串口UART0實(shí)例251 串口自環(huán)調(diào)試實(shí)例251 第14章 增強(qiáng)型全雙工同步串行外設(shè)接口SPI0/SPI1256 14.1 SPI0的信號(hào)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(shí)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(kuò)展實(shí)例267 第15章 定時(shí)器268 15.1 定時(shí)器0和定時(shí)器1268 15.1.1 定時(shí)器0/定時(shí)器1的方式0——13位計(jì)數(shù)器/定時(shí)器269 15.1.2 定時(shí)器0/定時(shí)器1的方式1和方式2270 15.1.3 定時(shí)器0的方式3271 15.1.4 定時(shí)器0/定時(shí)器1的相關(guān)寄存器271 15.2 定時(shí)器2275 15.2.1 定時(shí)器2的16位自動(dòng)重裝載方式275 15.2.2 定時(shí)器2的8位自動(dòng)重裝載定時(shí)器方式276 15.2.3 比較器0/smaRTClock捕捉方式277 15.2.4 定時(shí)器2的相關(guān)寄存器278 15.3 定時(shí)器3280 15.3.1 定時(shí)器3的16位自動(dòng)重裝載方式280 15.3.2 定時(shí)器3的8位自動(dòng)重裝載定時(shí)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(shí)器3的相關(guān)寄存器283 15.4 定時(shí)器應(yīng)用實(shí)例285 15.4.1 利用定時(shí)器測(cè)試比較器的輸出285 15.4.2 利用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)節(jié)拍時(shí)控系統(tǒng)289 第16章 可編程計(jì)數(shù)器陣列294 16.1 PCA計(jì)數(shù)器/定時(shí)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(shí)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(shí)器方式303 16.3.1 看門狗定時(shí)器操作303 16.3.2 看門狗定時(shí)器的配置與使用304 16.4 PCA寄存器說明304 16.5 PCA應(yīng)用實(shí)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(yīng)用322 16.5.6 軟件定時(shí)器功能應(yīng)用326 第17章 綜合實(shí)例應(yīng)用330 17.1 USB接口的擴(kuò)展330 17.1.1 UART串口應(yīng)用實(shí)際330 17.1.2 UART轉(zhuǎn)USB功能實(shí)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(shí)現(xiàn)343 17.2.4 互補(bǔ)SPWM波的發(fā)生程序343 17.3 利用PWM實(shí)現(xiàn)D/A輸出348 17.3.1 PWM轉(zhuǎn)D/A的技術(shù)特點(diǎn)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(shè)計(jì)351 17.3.4 PWM轉(zhuǎn)D/A程序設(shè)計(jì)353 17.4 大容量串行DataFlash存儲(chǔ)器擴(kuò)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(chǔ)器與單片機(jī)接口實(shí)例363 17.5 溫濕度數(shù)字傳感器應(yīng)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(kuò)展應(yīng)用382 17.6 電容式觸摸按鍵擴(kuò)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(zhǔn)398 17.6.5 觸摸按鍵的軟件設(shè)計(jì)思路399 17.6.6 觸摸按鍵軟硬件設(shè)計(jì)實(shí)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