MCU8051 接口和外设编程举例

C8051F02X外部存储器接口和IO端口配置C8051F02X外部存储器接口和I/O端口配置摘要：介绍美国Cygnal公司生产的C8051F02X系列单片机的外部存储器接口、I/O端口配置方法和有关注意的问题；在此基础上列举两个关于EMIF、I/O的配置应用。

关键词：C8051F02X EMIF I/O 交叉开关美国Cygnal公司C8051F02X系列单片机是集成在一起芯片上的混合信号系统级单片机。

该单片机具有32/64位数字I/O端口（引脚）、25MIPS高速流水线式8051微控制器内核、64KB在系统可编程Flash存储器、64KB地址的外部存储器接口、4352（4096+256）B片内RAM、各自独立的SPI、SMBUS/I2C和两个UART串行接口等特点。

其最突出的优点就是，通过设置交叉开关寄存器控制片内数字资源映射到外部I/O引脚，这就允许用户根据自己的特定应用，选择通用I/O端口和所需要数字资源。

当然，在设置数字交叉开关寄存器时，应该首先考虑EMIF的配置问题。

其配置不同，将导致单片机通过不同的端口（低或高）访问片外存储器和存储器映像的I/O部件，以及数字交叉开关是否分配外部设备给P0.7(WR)、P0.6（RD）、P0.5（ALE）引脚。

（如图EMIF设置为多路器模式。

）1 EMIF和I/O配置方法1.1 外部存储器接口（EMIF）配置C8051F02X系列MCU有4KB的RAM可以只映射在片内，也可以映射在64KB外部数据存储器地址空间，还可以同时映射到片内和片外（4KB地址以内在片内存储器空间访问，4KB以上经过EMIF访问）三种方式。

对于后两种存储器工作模式，需通过外部存储器接口使用MOVX和DPTR或MOVX和R0（R1）指令访问外部数据存储器和存储器映像的I/O设备。

但是对于高8位地址，必须由外部存储器接口寄存器（EMI0CN）提供；而EMIF可将外部数据存储器接口映射到低端口（P0～P3）（F020/2/3系列）或高端口（P4～P7）（F020/2系列），以及配置为复用模式或非复用模式等。

8051单片机教程一、认识8051单片机8051单片机是一款经典的微控制器，自1981年由英特尔公司推出以来，便广泛应用于工业控制、智能家居、嵌入式系统等领域。

本教程将带领大家了解8051单片机的结构、原理及其编程方法。

1. 8051单片机的基本结构（1）中央处理器（CPU）：负责执行程序指令，进行数据处理和控制。

（2）存储器：包括程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。

程序存储器用于存放程序代码，数据存储器用于存放运行过程中的数据和变量。

（3）定时器/计数器：用于实现定时或计数功能，可应用于各种场合，如延时、脉冲计数等。

（4）并行I/O口：共有4个8位的并行I/O口，可用于连接外部设备，进行数据输入输出。

（5）串行通信接口：用于与其他设备进行串行通信，可实现数据的长距离传输。

（6）中断系统：允许外部设备或内部事件打断正常的程序执行流程，提高系统的实时性。

2. 8051单片机的特点（1）指令丰富：8051单片机拥有111条指令，包括数据传送、逻辑运算、算术运算、位操作等。

（2）硬件资源丰富：具备定时器、串行通信接口、中断系统等硬件资源，易于实现各种功能。

（3）扩展性强：可通过外部总线扩展存储器、I/O口等资源。

（4）功耗低：适用于电池供电的便携式设备。

（5）成本低：8051单片机价格低廉，性价比高。

二、8051单片机的编程基础1. 汇编语言与C语言2. 开发环境搭建（1）并安装Keil软件。

（2）创建一个新项目，选择8051单片机型号。

（3）编写，并将文件添加到项目中。

（4）编译、项目，可执行文件。

（5）将可执行文件到8051单片机中，进行调试和运行。

3. 基本语法与编程规范（1）变量定义：在C语言中，使用变量前需先进行定义。

例如：unsigned char count; // 定义一个无符号字符型变量count（2）数据类型：8051单片机支持多种数据类型，如char、int、long等。

实验六8051单片机串行口实验一实验目的：理解8051单片机串行口工作原理和方式。

学习和掌握8051单片机实现通讯的环境和程序编写。

了解PC机通讯的基本要求。

二实验原理:在实时控制和管理方面，采用多台微机处理机组成分级分布控制系统中，各CPU之间的通信一般都是串行方式。

所以串行接口是微机应用系统常用的接口。

所谓“串行通信”是指外设和计算机间使用一根数据信号线(另外需要地线,可能还需要控制线),数据在一根数据信号线上一位一位地进行传输，每一位数据都占据一个固定的时间长度。

如图6-1所示。

这种通信方式使用的数据线少，在远距离通信中可以节约通信成本，当然，其传输速度比并行传输慢。

图6-1在串行通讯时，RS-232C接口是目前最常用的一种串行通讯接口，RS-232C使用-3到-25V表示数字“1”，使用3V到25V表示数字“0”，RS-232C在空闲时处于逻辑“1”状态。

8051单片机上有UART用于串行通信，发送时由TXD端送出数据，接收时则由RXD端输入数据。

它是一个可编程的全双工串行口。

SCON是串行口控制和状态寄存器，其格式如下：表6-1其中，SM0,SM1为串行口工作方式控制位，具体的工作方式如下表（表6-2）所示：表6-2SM2为多机通信控制位，当SM2=1时，只有接受到RB8为1，RI才置位，当SM2=0时，接受到字符RI就置位。

REN为串行口接收允许位。

工作在方式2和3时，TB8为发送的第9位数据，也可以用作奇偶校验位，RB8为接受到的第9位数据，而方式1时，RB8为接受到的停止位。

TI，RI分别为发送接受中断标志位，均由硬件置位，软件清0。

PCON是电源控制寄存器，其格式如下：表6-3其中，SMOD为串行口波特率加倍位。

当SMOD=1时，方式1，3波特率=定时器1溢出率/16，方式2波特率为fosc/32；当SMOD=0时，方式1，3波特率=定时器1溢出率/32，方式2波特率为fosc/64。

第八章 8051内部资源C语言编程一、I/O口编程例1：用按键控制发光二极管。

并口是用的最多的资源，下面以P1口为例，见电路图，P1口低4位接了4个按钮，高4位接了4个指示灯，要求按下相应的按钮，对应的指示灯亮。

P10对应P14，依次类推。

指示灯是端口输出高电平亮。

源程序如下：#include<at89x51.h>void main(){unsigned char data x,i;while(1){P1=P1|0x0f; //给低4位置1，高4位不变x=P1&0x0f; //读低4位x=~x; //低4位取反P1=x<<4; //左移4位for(i=0;i<255;i++); //延时}}（端口编程）注意上面几种常见的用法。

二、中断的C语言编程C51编译器支持在C源程序中直接开发中断程序。

前面已经讲过，中断服务程序是通过按规定语法格式定义的一个函数。

（中断有关内容）Array中断服务程序的函数定义的语法格式如下：Void 函数名(void) interrupt m [using n] { 中断程序代码；}m为MCS-51中断源编号，见表using n 选项用于实现工作寄存器组的切换，n是中断服务子程序中选用的工作寄存器组号(0－ 3)。

例2：设AT89C52 的时钟频率为12MHz，利用定时中断在其P1.0 引脚输出周期为4ms，占空比为1：1的方波。

确定定时器工作方式和计算定时器初值。

选用定时器T0工作方式1，每个机器周期为1μs，翻转一次电平需要2ms，则计数次数n＝2000/1=2000，初值x＝65536－2000＝63536＝F830H参考程序如下：#include<REG52.h>sbit P10 = P1^0；//定义位void clock_initial() reentrant using 0//在中断中调用，定义为重入函数{TR0=0;TH0=0XF8;//装载计数初值TL0=0X30;TR0=1;}main( ){TMOD = 0x01； //定时器T0方式1 工作P10 = 0； //初始值为低电平TF0=0;//清除中断标志位clock_initial();ET0=1;EA=1;do{ } while(1); //死循环，等价于汇编语言的SJMP $}void clk_int ( void ) interrupt 1 using 0{P10= !P10；//逻辑变量clock_initial();}（延时中断）例3：图示是利用优先权解码芯片74LS148，在单片机8031的一个外部中断INT1上扩展多个中断源的原理电路图。

实验二8051单片机I/O口输出操作实验一实验目的：通过实验了解和学习8051单片机I/O口作为输出方式使用时，CPU对I/O口的操作方法。

二实验原理:8051单片机有4个8位的并行口，记作P0、P1、P2和P3，共32根I/O线。

每个口主要由四部分组成：端口锁存器、输入缓冲器、输出驱动器和引至芯片外的端口引脚。

它们都是双向通道，每一条I/O线都能独立地用作输入或输出。

作为输出口用时，内部带锁存器，故可以直接和外设相连，不必加锁存器。

这四个接口特性上的差别主要是P0、P2和P3都还有第二功能，而P1口只能用作I/O 口。

三实验内容：实验中P1.0脚上连一个发光二极管和一个限流电阻。

端口送低电位时，发光二极管点亮，送高电位时，发光二极管熄灭。

编写程序控制发光二极管，使之每隔大约0.5秒钟点亮一次。

四实验电路图：图2-1五实验方法：1．根据如上电路图连接好实验电路。

在实验板中将P1.0的管脚和LED的管脚相连。

也可以照这个电路图用实验面包板自己搭一个电路，VCC用直流5V，也可以用三节碱性电池串联。

2．按照实验要求编写实验程序，建立新工程，保存为OUTPUT。

图2-23．调试程序，根据调试结果，调整软件延时的时间。

图2-34．图2-2是软件编译成功的窗口；图2-3是软件仿真窗口，可以拉开外设菜单观察P1口状态。

5．将keilC51产生的output.hex文件通过在线下载ISP或商用编程器写入芯片中，将芯片插入实验板（如果是在线下载就可以省略这步，因为芯片就在实验板上），复位后运行程序观察结果。

六参考程序：1．汇编源程序ORG 0000HSTART: SETB P1.0 ;P1.0口置位ACALL DLAY ；调用延时子程序DLY0.5S CLR P1.0 ;P1.0口清位ACALL DLAYSJMP START ;程序循环执行DLAY: MOV R0,#0FFH ;延时子程序，延时约0.5S D1: MOV R1,#0FFHD2: MOV R2,#6HDJNZ R2,$DJNZ R1,D2DJNZ R0,D1RETEND2．C语言源程序/*************************************************** 文件名： output.c* 描述： P1口输出，点亮发光二极管**************************************************/#include <reg51.h>sbit LED=P1^0; //引脚定义void main(void){int i;while(1){LED=1;for(i=0;i<=30000;i++); //空循环延时LED=0;for(i=0;i<=30000;i++);}}思考题：观察汇编语言和C语言控制单片机的过程，有哪些相同和不同的地方。