系列SOC单片机教学.ppt

01高速型的主要特点是单片机的工作速度高于其他型号；02典型型号：C8051F12x/13x高速型图10-6C8051F12x/13x的结构框图012 C8051F单片机结构及原理02以功能较全面，应用较广泛的C8051F02x子系列为例，介绍以CIP-51为内核C8051F系列单片机的结构及工作原理。10.2.1C8051F的CIP-51内核CIP-51内核,它是在Intel公司标准8位8051单片机的组织结构和功能的基础上加以改进和提高形成的。1、CIP-51内核的组成及结构CIP-51内核也称为微控制器（MicroControllerUnit，MCU），实际上就是C8051F单片机的中央处理器（CPU）部分，主要完成运算和控制功能，管理整个单片机系统的各个外设的工作。图10-7CIP-51原理框图STEP4STEP3STEP2STEP1主要功能部件及组成与8051相同；与MCS-51指令系统完全兼容；时钟频率为0～25MHz，执行速度一般可达25兆指令/秒，有的型号最高执行速度可达100兆指令/秒；增加了流水线结构，70%指令的执行时间为1～2个系统时钟周期；2、CIP-51内核的特点与模/数、数字外设有关的SFR移到核外，通过SFR接口与CPU交换信息；01中断系统扩展为可处理22个中断源；02复位和时钟电路不包括在核内；03具有程序和数据存储器安全管理功能04CIP-51内核的基本部件中央处理器（CPU）C8051F系列的CPU是单片机最核心的部分，主要完成运算和控制功能，只是它的控制功能比通用处理器更强。CPU是8位中央处理单元。02数据存储器（片内RAM）C8051F内核中有256B的RAM,地址空间为00H～FFH。特殊功能寄存器（SFR）其地址为80H～FFH，与部分RAM地址重叠，用不同的寻址方式区分它们。SFR总线接口SFR总线接口用于控制与管理核外的数字与模拟功能模块，以及所有的I/O端口等。01存储器结构C8051F单片机大部分系列都有位于片上的核外数据存储器空间RAM（XRAM），除此还可向外扩展64KBRAM。存储器接口就是用于控制和管理片上和片外的数据存储器，需要用MOVX访问。1流水线结构在CIP-51中采用流水线结构，使多条指令并行执行，大大提高了单片机的执行速度。2中断系统C8051F系列单片机的中断系统可以满足一般控制应用需要，中断源最多可达22个。2.2C8051F单片机的结构与原理C8051F02x单片机的组成与结构C8051F020单片机是以8051内核为中心，通过SFR总线、外部数据存储总线、系统时钟线、复位线等与64KBFLASH、4KBXRAM、数字功能模块、模拟功能模块、片上时钟系统和JTAG逻辑电路相连，构成一个完整的单片机片上系统。图10-8C8051F020内部结构图引脚定义及功能C8051F02x系列单片机实际有效引脚有2种，即64个和100个，封装形式TQFP（ThinQuadFlatPackage），它的体积很小、很薄，是一种表面贴焊的封装形式，芯片尺寸为17mmx17mm。图10-9TQFP-100引脚图第十章C8051F系列SOC单片机10.1C8051F系列单片机简介10.2 C8051F单片机结构及原理1C8051F系列单片机简介01美国Silabs公司推出的C8051F系列单片机，把C8051F系列单片机从微控制器（MCU）时代推向片上系统（SOC）时代，使其以8051为内核的单片机上了一个新的台阶。031.1C8051F系列单片机的诞生02SOC即SystemOnChip的缩写，即把计算机常用的一些数字模拟设备全部都做在一块芯片上，使之成为一个完整的模拟数据采集与控制系统。01C8051F系列单片机是一种高集成度的SOC型芯片，具有与8051兼容的微控制器内核，与MCS-51指令系统完全兼容。除具有标准8051部件外，片内还具有数据采集和控制系统中常用的模拟部件及其他数字外设部件。02C8051F系列单片机既能处理数字信号也能处理模拟信号，所以称为混合信号系统级芯片或片上单片机系统，简称单片机。1.2C8051F系统单片机的组成CIP-51微控制器内核C8051F系统单片机采用Silabs公司的专利CIP-51微控制器内核。CIP-51内核具有标准8052的所有部件，并在此基础上进行了几项关键性的改进，提高了整体的性能，更易于应用。中断系统扩展的中断系统可响应22个中断源的中断请求，在设计多任务实时系统时