8XC51系列單片機(jī)是Intel公司生產(chǎn)的8位增強(qiáng)型單片機(jī)，它是以80C51為核心的一種8位微控制器，也是一種面向事件控制應(yīng)用的優(yōu)選芯片，它與現(xiàn)有MCS 51系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)兼容，下面以8XC51GB為代表對(duì)8XC51系列單片機(jī)作一簡(jiǎn)要闡述。

8XC51GB的特點(diǎn)

8XC51GB是一種先進(jìn)的80C51微控制器，它具有優(yōu)良的性能，主要包括：串行擴(kuò)展口、8通道8位A/D轉(zhuǎn)換器，可編程的計(jì)數(shù)器陣列，片內(nèi)EPROM。其主要特性如下：

(1)片內(nèi)有8KB的EPROM和256字節(jié)的RAM;

第10章具有51內(nèi)核的8位單片機(jī)簡(jiǎn)介187

(2)2個(gè)可編程計(jì)數(shù)陣列，包括：2×5高速I/O通道;比較/捕捉模塊;脈沖寬度調(diào)制器;監(jiān)視定時(shí)器;

(3)3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，T0、T1具有4種編程方式，T2具有捕捉及波特率生成方式;

(4)8通道8位A/D轉(zhuǎn)換器，具有4種編程方式;

(5)專用監(jiān)視定時(shí)器;

(6)可編程串行通道，可進(jìn)行幀錯(cuò)誤檢測(cè)、自動(dòng)地址識(shí)別;

(7)串行擴(kuò)展通道;

(8)48位可編程I/O口;

(9)15個(gè)中斷源，可設(shè)置為4個(gè)優(yōu)先級(jí);

(10)工作溫度擴(kuò)大，環(huán)境溫度在-40~+125℃能正常工作。

8XC51GB的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

8XC51GB的結(jié)構(gòu)框圖如圖10.7所示，該芯片有68腳LCC和68腳PLCC兩種封裝形式。

圖10.7 8XC51GB結(jié)構(gòu)框圖

一、片內(nèi)RAM和SFR

8XC51GB片內(nèi)有256個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)RAM，其地址為00H~7FH、80H~FFH，其中地址80H~FFH與特殊功能寄存器SFR的地址重疊。雖然地址相同，但它們?cè)谖锢砩鲜窍嗷オ?dú)立的。

當(dāng)一條指令訪問地址高于7FH的內(nèi)部區(qū)域時(shí)，CPU應(yīng)清楚此次操作是訪問數(shù)據(jù)RAM的單元，還是訪問指令中指定地址表示的SFR空間。8XC51GB指令系統(tǒng)規(guī)定：采用直接地址的指令均為訪問數(shù)據(jù)RAM單元，例如：

MOV0A0H，#data

是訪問特殊功能寄存器空間中地址為0A0H的寄存器;而采用間接尋址的指令為訪問數(shù)據(jù)RAM區(qū)的單元，例如：

MOV R0，#0A0H

MOV@R0，#data

即為訪問RAM區(qū)地址為0A0H的單元。

8XC51GB的片內(nèi)特殊功能寄存器在8051單片機(jī)的21個(gè)基礎(chǔ)上新增了69個(gè)，共計(jì)90個(gè)，地址分配和CPU的復(fù)位值如表10.5所示。

從表中可以看出，并非所有的地址都占滿了，未占用的地址在該芯片中未使用。對(duì)這些未使用的地址進(jìn)行讀操作將會(huì)返回隨機(jī)數(shù)據(jù)，而寫操作不起作用。

二、8XC51GB端口及操作

8XC51GB中共有6個(gè)雙向8位端口，每個(gè)端口包含一個(gè)特殊功能寄存器P0~P5、一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)輸入緩沖器。

端口P0作為地址總線低8位A0~A7和數(shù)據(jù)總線D0~D7復(fù)用端口，端口P2作為地址總線高8位A8~A15。

端口P1、P3、P4、P5都是多功能端口，它們不僅可以作I/O端口使用，也可以用作各種特殊功能端口。表10.6給出了復(fù)用的特殊功能。當(dāng)端口SFR中相應(yīng)位為“1”時(shí)，才選擇表10.6中的復(fù)用功能。

三、8XC51GB的A/D轉(zhuǎn)換器

8XC51GB片內(nèi)含有一個(gè)8位A/D轉(zhuǎn)換器，有8個(gè)輸入通道。A/D轉(zhuǎn)換器包括8個(gè)專用的模擬輸入管腳ACH0~ACH7和8個(gè)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器ADRES0~ADRES7，另外，還有一個(gè)比較電壓COMPREF和一個(gè)比較結(jié)果寄存器ACMP，以及一個(gè)控制輸入端TR1GIN、一個(gè)參考電壓管腳VREF、一個(gè)模擬地AGND。

A/D轉(zhuǎn)換由控制寄存器ACON控制，其控制格式如表10.7所示。

A/D轉(zhuǎn)換有兩種方式：連續(xù)方式和觸發(fā)方式，決定通道的轉(zhuǎn)換次序也有兩種方式：掃描方式和選擇方式，它們都是由ACON中的各控制位決定的。

連續(xù)方式：在ACON中將ATM置“0”時(shí)，則進(jìn)入連續(xù)方式。將ACE置“1”時(shí)，則A/D轉(zhuǎn)換總是從ACH0~ACH7的8個(gè)通道連續(xù)反復(fù)進(jìn)行。轉(zhuǎn)換結(jié)束后，將AIF置“1”，然后再從ACH0通道開始下一輪A/D轉(zhuǎn)換，只要ATM=0、ACE=1保持不變，則轉(zhuǎn)換將連續(xù)反復(fù)進(jìn)行。

觸發(fā)方式：ATM置“1”時(shí)，則進(jìn)入觸發(fā)方式。ACE置“1”時(shí)，外部引腳TR1GIN的第一個(gè)下降沿將開始對(duì)通道ACH0~ACH7進(jìn)行一次轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果送入相應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器ADRES0~ADRES7中。

掃描方式：AIM置“0”，便進(jìn)入掃描方式。在此方式下，將依次轉(zhuǎn)換8個(gè)通道ACH0~ACH7，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果送入相應(yīng)的轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器ADRES0~ADRES7中。

選擇方式：AIM置“1”，便進(jìn)入選擇方式。在此方式下，A/D轉(zhuǎn)換器先對(duì)前4個(gè)通道ACH0~ACH3中的某一通道(由ACS1、ACS0決定)進(jìn)行4次A/D轉(zhuǎn)換，并將結(jié)果依次送入ADRES0~ADRES3中，然后再對(duì)通道ACH4~ACH7依次轉(zhuǎn)換一次，將結(jié)果依次送入ADRES4~ADRES7中。