第5章80C51内核增强型单片机芯片

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第5章 80C51内核增强型单片机芯片 3. Atmel公司T89C51RX系统芯片 Atmel公司也于2000年前后推出以Flash ROM作为片内程序存
储器的T89C51RX系列芯片、以OTP ROM作为片内程序存储器的
TS87C51RX系列芯片。 T89C51RX芯片硬件资源、引脚排列与P89C51RX系列保持 100%，但资源比P89C51RX系列多，主要体现在： (1) 片内集成了2 KB、可擦写10万次的E2PROM存储器，方
P89C51RB2H、P89C51RC2H、P89C51RD2H等(统称为第一代
P89C51RX系列芯片，彼此之间只是片内存储器种类、容量以 及编程电压不同)。P89C51RX系列具有如下特点：
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(1) 采用增强型MCS-51内核，硬件资源、封装形式及引脚排列、 指令系统与增强型80C51芯片保持100%兼容，即P89C51RX系列 完全可以替换具有相同封装形式的8XC5X、8XC5XX2系列芯片。
扩展RAM或外部RAM，89C51RX系列辅助功能寄存器AUXR中
增加了EXTRAM选择位。EXTRAM为0，MOVX指令读写对象
为内部扩展RAM；EXTRAM为1，MOVX指令读写对象为外部
RAM。由于复位时，AUXR寄存器内容为xxxxxx00B，因此复位
后，MOVX指令读写对象为内部扩展RAM。当需要读写外部 RAM时，须通过如下指令，将EXTRAM位置1。
CPS1、CPS0 00 01 计数脉冲源 内部时钟信号fosc/6（6时钟模式）或fosc/12（12时钟模式） 内部时钟信号fosc/2（6时钟模式）或fosc/4（12时钟模式）
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定时器T0的溢出脉冲
来自ECI/P1.2引脚的外部脉冲(在6时钟模式下，外部脉冲最
高频率为fosc/4；在12时钟模式下，外部脉冲最高频率为
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第5章 80C51内核增强型单片机芯片
5.1 89C51RX系列单片机概述
5.2 P89C51RX引脚功能 5.3 P89C51RX系列片内存储器结构 5.4 可编程计数器阵列PCA及应用 5.5 89C51RX系列中断控制系统 5.6 硬件看门狗 5.7 P89C6XX2 系列
(2) 扩充了片内RAM存储器容量，在89C51RX内部，除了256 字节的内部RAM外，还集成了256～768字节的内部扩展RAM(简 称ERAM)。 (3) 集成了与Intel 8XC51FX系列完全兼容的5模块可编程计数 器阵列PCA。
(4) 可以使用与 MCS-51相同的每机器周期12个时钟模式(在 标准时钟模式下，晶振频率为0～33 MHz)，也可以采用每机器周 期6时钟模式(晶振频率为0～20 MHz，指令执行时间快一倍)。 (5) 提供了硬件看门狗计数器WDT。
擦除(未编程)
0(默认)
X
12时钟
12时钟
擦除(未编程)
1
0
6时钟
6时钟
擦除(未编程)
1
1
6时钟
12时钟
编程
X(无效)
0
6时钟
6时钟
编程
X(无效)
1
6时钟
12时钟
第5章 80C51内核增强型单片机芯片 表5-2 P89C51RX系列常见型号
片内程序 存储器 (Flash ROM) 片内RAM容量 内部扩 展 RAM 768B 缺 省 时 钟 模 式 可 选 时 钟 最高工作频率
第5章 80C51内核增强型单片机芯片 (2) 增加了时钟模式选择特殊功能寄存器CKCON。即当FX2 位处于擦除或未编程状态(即FX2位为1)时，可通过软件修改 CKCON的X2位选择系统时钟模式(但值得注意的是，位于Flash
ROM保密字节内的系统时钟配置位FX2比CKCON寄存器内的
X2位优先，即当FX2位被编程后，X2位无效)。 (3) 当 CPU 运 行 在 “ 6 时 钟 / 机 器 周 期 ” 状 态 时 ， 可 通 过 CKCON寄存器选择外设时钟模式，如图5-1所示。
*5.8 P89C66X系列简介
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5.1 89C51RX系列单片机概述
1. Philips公司第一代P89C51RXXH系列芯片 1999年3月，Philips 公司先后推出了以增强型MCS-51 CPU 作为内核的新一代8位单片机芯片P89C51RC+H、 P89C51RD+H、P89C51RA+H、P89C51RB+H、P89C51RA2H、
元内容送内部扩展RAM的0000～000FH单元。 参考程序如下：
MOV DPTR, #2000H ; 外部RAM单元首地址送DPTR
MOV R7, #10H
INC AUXR1 MOV DPTR, #0000H
; 传送字节数送R7
; 切换数据指针 ; 将内部扩展RAM首地址送另一数据指针
NEXT:
INC AUXR1 ; 切换数据指针，使DPTR指向外部单元
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5.3.2 片内数据存储器
图5-3 89C51RX/87C51RX存储器结构
第5章 80C51内核增强型单片机芯片 256字节内部RAM、外部RAM读写方法与增强型MCS-51相 同；内部扩展RAM地址空间与外部RAM地址空间重叠，也是通
过MOVX指令读写。为了区别MOVX指令的读写对象——内部
(6) 具有7个中断源(4个中断优先级)。
第5章 80C51内核增强型单片机芯片 2. Philips公司第二代P89C51RX系列芯片 2002年5月，Philips公司推出了第二代P89C51RX系列芯片， 主要特征是器件型号中没有字母“H”，与第一代P89C51RX系列 芯片相比，做了如下改进：
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图5-1 CKCON寄存器各位含义
第5章 80C51内核增强型单片机芯片 表5-1 第二代P89C51RX系列芯片CPU和外设时钟选择关系
FX2位状态(位于Flash ROM保密字节内) X2位状态 (CKCON.0) 外设时钟控制位 (CKCON.6～ CKCON.1) CPU时 钟 外设时钟
(1) 第一代P89C51RX芯片时钟模式配置位FX2的记录载体为
OTP ROM，缺省时为6时钟模式，可编程为12时钟模式，但编程 后不能再使用6时钟模式；而第二代P89C51RX系列芯片时钟模 式配置位FX2的记录载体为Flash ROM，缺省时为12时钟模式， 可编程为6时钟模式，可通过并行编程方式擦除，恢复为12时钟 模式。
溢出时，PCA控制寄存器CCON的溢出标志CF有效。如果ECF=1，
(4) WDTE——禁止/允许模块4看门狗工作。
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2. PCA计数器（CH和CL） 16位加法计数器，计数脉冲由CMOD寄存器的CPS1、 CPS0位定义，每来一个脉冲，计数器加1，当CH溢出时， CCON寄存器内的溢出标志CF置位。
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OR AUXR, #00000010B MOVX A, @DPTR ; 读外部RAM单元内容到Acc
INC DPTR
INC AUXR1
; 指向外部RAM下一单元
; 切换数据指针，使DPTR指向内部扩展RAM
ANL AUXR, #11111101B ; 将EXTRAM位为0，使MOVX指令读写对象 为ERAM MOVX @DPTR, A ; 数据送内部扩展RAM
便了系统运行参数的保存。
(2) 在PLCC68封装、VQFP64封装的T89C51RX芯片品种中， 增加了P4、P5两个8位I/O口，即I/O引脚数目为48根（6口×8 位）。
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(3) 工作电压范围宽。P89C51RX系列电源电压为5.0V±10%，
而T89C51RX系列电源电压为3.0～5.5 V；对低电压版本，电源 电压为2.7～3.6 V。 (4) 改进了X2时钟模式，即在6时钟/机器周期状态下，可以 选择每一外设的时钟频率。即T89C51RX系列芯片内CKCON寄 存器各位含义与Philips第二代P89C51RX系列芯片相同。 (5) 可以改变外部RAM读选通 RD 、写选通WR 脉冲宽度。 缺省状态下，读选通、写选通 WR 脉冲宽度为6时钟周期，但在 T89C51RX中，可以选择30时钟周期，以便读写存取速度慢的 RAM存储器。
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OR AUXR, #00000010B ; 由于AUXR寄存器不具有位寻址
功能，只能通过或指令将指
; 定位置1
MOV DPTR, #XXXX
MOVX A, @DPTR
; 外部RAM地址送DPTR
; 读外部RAM单元内容
第5章 80C51内核增强型单片机芯片 【例5.1】 编写一段程序，将外部RAM中2000H～200FH单
INC DPTR
DJNZ R7, NEXT
; 指向内部扩展RAM下一单元
; R7不为0时循环
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5.4 可编程计数器阵列PCA及应用
图5-4 可编程计数器阵列PCA
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5.4.1 PCA结构及控制
图5-5 PCA计数器及控制
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型号
内部 RAM
6时钟 20MH z
12时 钟 33MH z
P89C51RD2 XX
64K
256B
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P89C51RC2 XX
P89C51RB2 XX P89C51RA2 XX
32K
256B
256B
12
6
20MH z
20MH z 20MH z
33MH z
33MH z 33MH z
16K
256B
256B
第5章 80C51内核增强型单片机芯片
5.3 P89C51RX系列片内存储器结构
表5-3 89C51RX系列特殊功能寄存器
第5章 80C51内核增强型单片机芯片 表5-3 89C51RX系列特殊功能寄存器
第5章 80C51内核增强型单片机芯片 表5-3 89C51RX系列特殊功能寄存器
第5章 80C51内核增强型单片机芯片 表5-3 89C51RX系列特殊功能寄存器
fosc/8)
第5章 80C51内核增强型单片机芯片
(2) ECF——PCA计数器CH/CL溢出中断允许。当PCA计数器
且中断允许寄存器IE的EC、EA位为1，则CPU将响应PCA计数器 溢出中断。 (3) CIDL——节电状态下PCA运行控制。当CIDL=0时，在节 电状态下，PCA计数器继续计数（图5-5中的与非门输出恒为1， 与 PCON 寄 存 器 节 电 运 行 控 制 位 IDL 内 容 无 关 ） ； 反 之 ， 当 CIDL=1时，在节电状态下，PCA计数器停止计数（由于CIDL位 为1，图5-5中与非门输出状态由PCON寄存器节电运行控制位IDL 决定，当IDL位为1时，与非门输出为0，PCA计数器停止计数）。
第5章 80C51内核增强型单片机芯片 5.2 P89C51RX引脚功能
图5-2 P89C51RX系列芯片封装形式及引脚排列 (a) DIP封装；(b) LQFP封装；(c) LCC封装
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图5-2 P89C51RX系列芯片封装形式及引脚排列 (a) DIP封装；(b) LQFP封装；(c) LCC封装
第5章 80C51内核增强型单片机芯片
5.3.1 片内程序存储器
89C51RX系列采用Flash ROM作为片内程序存储器，容量
从8～64 KB，无须通过EPROM、Flash ROM芯片扩展外部程
序存储器，因此引脚一般通过2.0 kΩ电阻接高电平。
可以在通用编程器上对89C51RX系列芯片编程，也可以用 ISP、IAP方式进行编程。
图5-6 PCA中断控制逻辑
第5章 80C51内核增强型单片机芯片
1. PCA模式寄存器CMODБайду номын сангаасPCA模式寄存器CMOD各位含义如下：
B7
CIDL
b6
WDT E
b5
_
b4
_
b3
_
b2
CPS1
b1
CPS0
b0
ECF CMOD(OD9H)
第5章 80C51内核增强型单片机芯片 (1) CPS1、CPS0——用于选择PCA计数器计数脉冲来源。 PCA内五个模块共用一个16位加法计数器（CH和CL），计数脉 冲来源由CMOD寄存器的CPS1、CPS0位决定：