超低压SoC处理器C8051F9xx应用解析

第1章

C8051F9xx内核与功能总汇1

内核的兼容性与差异性2

功能的改进与扩展3

存储空间的映射4

扩展的中断系统5

1.4.1

中断源和中断向量6

1.4.2

中断的优先级与响应时间7

1.4.3

外部中断源8

1.4.4

中断控制寄存器的使用与说明8

内核指令集说明13

C8051F9xx的工作状态13

1.6.1

内核的几种工作模式13

1.6.2

各工作状态的设置与功耗特点14

1.6.3

工作状态唤醒源的配置与识别16

1.6.4

与工作方式相关的配置寄存器18

特殊功能寄存器19

1.7.1

寄存器的分页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义21

芯片的仿真与调试和C2端口共享21

1.8.1

内置的C2仿真接口21

1.8.2

C2引脚共享23

芯片引脚定义及电气参数24

应用实例25

中断设置与应用25

第2章

可编程输入/输出端口与外设资源匹配29

I/O口优先权交叉开关译码器原理30

外设资源初始化与配置32

2.2.1

端口引脚分配模拟功能33

2.2.2

端口引脚分配数字功能33

2.2.3

端口引脚分配外部数字及数字捕捉功能33

交叉开关译码功能寄存器的配置34

通用端口I/O功能配置36

2.4.1

端口匹配功能的设置36

2.4.2

端口I/O配置的特殊功能寄存器37

端口I/O的电气参数43

I/O匹配应用实例43

第3章

片上可编程基准电路与比较器48

片上基准源48

3.1.1

基准原理概述48

3.1.2

程控电流基准（IREF0）49

3.1.3

程控电压基准（REF0）与模拟地参考基准（GND）50

比较器53

3.2.1

比较器基本的输入输出特性53

3.2.2

比较器输入输出设置55

3.2.3

比较器容性触感模拟多路分配器58

3.2.4

容性触感模拟多路分配器设置59

3.2.5

比较器电气参数61

应用实例62

可编程电流基准测试62

第4章

10位低功耗突发模式自动平均累加A/D转换器68

A/D转换器结构和功能框图68

片内10位A/D转换器的主要特性69

ADC0的基本操作与配置69

A/D转换器输入端选择71

A/D转换的启动源选择73

单次及累加模式下输出码格式选择73

A/D输入信号的跟踪方式75

低功耗突发工作方式76

采样时间与增益控制77

可编程窗口检测78

片内温度传感器80

4.11.1

温度传感器的校准81

4.11.2

温度传感器校准所使用的寄存器82

A/D转换应用实例82

4.12.1

立即更新82

4.12.2

时控触发源方式85

4.12.3

硬件累加器应用89

4.12.4

中断采样处理94

4.12.5

外部CNVSTR采样应用98

4.12.6

硬件门限比较103

4.12.7

片内温度传感器109

4.12.8

ADC0的突发工作方式113

第5章

片上DC/DC转换器与高效率稳压器118

片上DC/DC的工作原理118

DC/DC的外部电路连接120

DC/DC寄存器定义与说明121

片上稳压器设置122

电气参数124

第6章

具有加密功能的数据程序Flash存储器125

Flash存储器编程操作125

6.1.1

Flash编程锁定和关键字设置125

6.1.2

Flash擦写的操作126

Flash数据的安全保护128

Flash可靠写和擦除的几点要求129

6.3.1

电源和电源监视器的要求129

6.3.2

写允许操作位PSWE的操作130

6.3.3

系统时钟稳定性130

Flash读定时设置与电气特性131

Flash存储器的电气特性131

Flash存储器应用设计131

6.6.1

Flash非易失临时存储页应用131

6.6.2

Flash非易失数据全地址随机读写137

第7章

增强型循环冗余检查单元143

循环冗余检查单元原理图143

片内CRC单元计算过程及输出示例143

CRC单元的配置144

CRC功能寄存器说明与应用145

CRC的位反转功能147

CRC数据检验功能演示147

7.6.1

16位CRC数据校验功能示例147

7.6.2

位序反转及软件CRC功能示例151

第8章

多模式外设总线扩展和片上XRAM的访问157

片外可寻址XRAM空间的配置157

外部存储器总线的扩展158

XRAM地址空间的访问模式159

8.3.1

仅访问片上XRAM159

8.3.2

以不分页的方式访问地址空间重叠的片内外XRAM160

8.3.3

以分页的方式访问片内外地址空间重叠的片内外XRAM160

8.3.4

仅访问片外XRAM160

外部XRAM扩展的时序160

总线匹配寄存器的定义与设置163

应用实例165片上4KB环形RAM的应用165

第9章

系统复位源169

系统复位概述169

C8051F9xx的复位源171

9.2.1

上电复位171

9.2.2

掉电复位和VDD/DC+监视器171

9.2.3

外部复位173

9.2.4

时钟丢失检测器复位174

9.2.5

比较器0复位174

9.2.6

PCA看门狗定时器复位175

9.2.7

Flash错误复位175

9.2.8

smaRTClock（实时时钟）复位175

9.2.9

软件复位175

复位源的设置与使用176

9.3.1

软件复位实例176

9.3.2

看门狗复位应用178

第10章

多模式时钟发生源183

片内振荡器的设置184

10.1.1

可编程内部精密振荡器184

10.1.2

低功耗内部振荡器185

外部振荡器的配置与使用185

10.2.1

外部晶体模式185

10.2.2

外部RC模式186

10.2.3

外部电容模式187

10.2.4

外部CMOS时钟方式187

时钟源配置功能寄存器说明187

时钟源配置与使用189

10.4.1

片外电容振荡器模式189

10.4.2

片内低功耗振荡器模式191

10.4.3

片内精密振荡器模式193

10.4.4

片内精密振荡器频率调整195

10.4.5

使用smaRTClock振荡器作为系统振荡器200

第11章

smaRTClock时钟单元203

smaRTClock时钟结构和功能概述203

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锁定与解锁205

11.2.3

smaRTClock全局寄存器访问方式示例206

smaRTClock的时钟源定义与设置207

11.3.1

标准晶振模式207

11.3.2

片内自激振荡模式208

11.3.3

可编程容性匹配负载设置208

11.3.4

时钟故障检测和保护209

smaRTClock定时和报警功能209

11.4.1

定时功能的设置与使用210

11.4.2

报警功能的设置与使用210

11.4.3

smaRTClock报警的双模式选择210

smaRTClock内部寄存器定义211

smaRTClock功能应用213

smaRTClock唤醒源在低功耗系统中的应用213

第12章

SMBus总线219

SMBus配置与外设扩展219

SMBus的通信概述221

12.2.1

总线的仲裁221

12.2.2

总线的时序221

12.2.3

总线的状态221

SMBus寄存器的定义与配置222

12.3.1

SMBus初始配置寄存器223

12.3.2

SMBus状态控制寄存器225

12.3.3

硬件从地址识别227

12.3.4

SMBus数据收发寄存器228

SMBus工作方式选择229

12.4.1

主发送方式229

12.4.2

主接收方式229

12.4.3

从接收方式230

12.4.4

从发送方式231

SMBus状态译码232

SMBus总线扩展应用实例235

64KB非易失铁电存储器FM24C512应用235

第13章

异步串口UART0245

增强的波特率发生器245

串行通信工作方式选择247

13.2.1

8位通信模式248

13.2.2

9位通信模式248

多机通信249

串行通信相关寄存器说明250

串口UART0实例251

串口自环调试实例251

第14章

增强型全双工同步串行外设接口SPI0/SPI1256

SPI0的信号定义256

SPI0/SPI1主工作方式258

SPI0/SPI1从工作方式259

SPI0/SPI1中断源说明260

串行时钟相位与极性260

SPI特殊功能寄存器262

SPI主工作方式下扩展实例267

第15章

定时器268

定时器0和定时器1268

15.1.1

定时器0/定时器1的方式0——13位计数器/定时器269

15.1.2

定时器0/定时器1的方式1和方式2270

15.1.3

定时器0的方式3271

15.1.4

定时器0/定时器1的相关寄存器271

定时器2275

15.2.1

定时器2的16位自动重装载方式275

15.2.2

定时器2的8位自动重装载定时器方式276

15.2.3

比较器0/smaRTClock捕捉方式277

15.2.4

定时器2的相关寄存器278

定时器3280

15.3.1

定时器3的16位自动重装载方式280

15.3.2

定时器3的8位自动重装载定时器方式280

15.3.3

比较器1/外部振荡器捕捉方式281

15.3.4

定时器3的相关寄存器283

定时器应用实例285

15.4.1

利用定时器测试比较器的输出285

15.4.2

利用定时器实现节拍时控系统289

第16章

可编程计数器阵列294

PCA计数器/定时器与中断源295

PCA的捕捉/比较模块297

16.2.1

PCA边沿触发的捕捉方式297

16.2.2

PCA软件定时器方式298

16.2.3

PCA高速输出方式298

16.2.4

PCA频率输出方式299

16.2.5

8、9、10、11位脉宽调制器方式300

16.2.6

16位脉宽调制器方式301

看门狗定时器方式303

16.3.1

看门狗定时器操作303

16.3.2

看门狗定时器的配置与使用304

PCA寄存器说明304

PCA应用实例309

16.5.1

8位PWM发生程序309

16.5.2

16位PWM发生程序312

16.5.3

11位PWM波输出316

16.5.4

方波发生输出320

16.5.5

频率捕捉功能应用322

16.5.6

软件定时器功能应用326

第17章

综合实例应用330

USB接口的扩展330

17.1.1

UART串口应用实际330

17.1.2

UART转USB功能实现331

基于等效面积法的SPWM波发生341

17.2.1

SPWM技术基本原理341

17.2.2

SPWM波发生算法与方式342

17.2.3

SPWM波在C8051F9xx上的实现343

17.2.4

互补SPWM波的发生程序343

利用PWM实现D/A输出348

17.3.1

PWM转D/A的技术特点分析348

17.3.2

简易PWM转D/A的方案349

17.3.3

高分辨率D/A转换设计351

17.3.4

PWM转D/A程序设计353

大容量串行DataFlash存储器扩展357

17.4.1

NORFlash和NANDFlash技术与性能比较357

17.4.2

串行DataFlash358

17.4.3

AT45DB161B芯片引脚和功能简介358

17.4.4

存储器与单片机接口实例363

温湿度数字传感器应用376

17.5.1

单片数字温度、湿度传感器SHT1x/SHT7x376

17.5.2

数字传感器SHT1x相关内容377

17.5.3

数字温湿传感器扩展应用382

电容式触摸按键扩展391

17.6.1

概述391

17.6.2

电容式触摸按键的原理392

17.6.3

电容式触摸按键的影响因素395

17.6.4

触摸开关的校准398

17.6.5

触摸按键的软件设计思路399

17.6.6

触摸按键软硬件设计实例399

附录A

CIP51指令集413

附录B

特殊功能寄存器417

附录C

C8051F9xx引脚定义及说明421