C8051F020实验指导书

0单片机实验指导书目录第一章：实验设备简介.......................................................................................11.1系统实验设备的组成............................................................................11.2SiliconLabsC8051F单片机开发工具简介.........................................11.3DICE-C8051F嵌入式实验/开发系统简介...........................................3第二章集成开发环境KEILC软件使用指南................................................72．1KEILC软件具体使用说明................................................................7第三章实验指导...............................................................................................193.1C8051F单片机I/O口交叉开关设置.............................................193.2数字I/O端口实验............................................................................213.3定时器实验..........................................................................................233.4外部中断实验......................................................................................253.5键盘显示实验......................................................................................273.6六位动态LED数码管显示实验......................................................293.7RS3232串口通讯实验......................................................................313.8综合设计............................................................................................331使用特别说明：(1)每次实验前，请仔细阅读实验指导，连线完毕，检查无误后，方可打开电源。即连线时必须在断电状态下。(2)程序运行过程中，不要关闭电源，如果要断电，必须停止运行程序，并且退出程序调试状态，否则会引起KEILC软件非正常退出，甚至引起DICE-EC5仿真器工作异常。(3)如出现上述（2）的的误操作，引起DICE-EC5仿真器工作异常，可对DICE-EC5仿真器进行复位。（在光盘中找到文件夹“USBReset”中的“USBDebugAdapterFirmwareReset”文件，双击运行，在弹出的对话框中点击“Updatefirmware”按钮，在提示成功后，点击“OK”按钮，退出复位程序。DICE-EC5仿真器即可正常工作。在下一次调试、下载程序时会提示“Doyouwanttoupdateserialadapternow?”,点击“确定”即可。第一章：实验设备简介1.1系统实验设备的组成DICE-C8051F嵌入式实验/开发系统由C8051F020CPU板、DICE-EC5仿真器和系统实验板三部分组成，应用该设备可进行片上系统单片机较典型应用的实验，请参见以下介绍。1.2SiliconLabsC8051F单片机开发工具简介1.2.1开发工具概述SiliconLabs的开发工具实质上就是计算机IDE调试环境软件及计算机USB到C8051F单片机JTAG口的协议转换器(DICE-EC5)的组合。SiliconLabsC8051F系列所有的单片机片内均设计有调试电路，该调试电路通过边界扫描方式获取单片机片内信息，通过4线的JTAG接口与开发工具连接以便于进行对单片机在片编程调试。DICE-C8051F嵌入式实验/开发系统中的C8051F020CPU板上的单片机为C8051F系列中的F020。仿真器(DICE-EC5)一端与计算机相连，另一端与C8051F单片机JTAG口相连，应用Keil的uVision2调试环境就可以进行非侵入式、全速的在系统2编程(ISP)和调试。SiliconLabs开发工具支持观察和修改存储器和寄存器支持断点、观察点、堆栈指示器、单步、运行和停止命令。调试时不需要额外的目标RAM、程序存储器、定时器或通信通道，并且所有的模拟和数字外设都正常工作。1.2.2开发工具主要技术指标●支持的目标系统：所有C8051Fxxx系列单片机。●系统时钟：最大可达25Mhz。●通过USB接口与PC机连接。●支持汇编语言和C51源代码级调试。●工具支持（KeilC）。●1.2.3IDE软件运行环境要求PC机能够运行开发工具软件并能与串行适配器通信。对PC机有如下系统要求：●Windows95/98/Me/NT/2000/XP操作系统●32MbRAM●40Mb自由硬盘空间●空闲的USB口1.2.4开发工具与PC机硬件连接在系统编程和调试环境如图下所示。硬件连接及软件安装：●将USB串行电缆的一端与教学机的DICE-EC5仿真器USB接口连接；●连接USB串行电缆的另一端到PC；●给目标系统上电；●插入CD并运行“SETUP.EXE”，将IDE软件安装到您的PC机；●在PC机的开始菜单的“程序”项中选择keiluVision2图标，运行IDE软件。31.3DICE-C8051F嵌入式实验/开发系统简介1.3.1C8051F020CPU板概述C8051F020CPU板是为了便于安装而设计的;C8051F020CPU板是将C8051F020的所有引脚(100个引脚)引到四个双排针;该四组双排针可与不同用户设计的应用系统连接,如在该教学系统上将和系统实验板连接。说明:C8051F020CPU板是将C8051F020的所有引脚(100个引脚)引到四个双排针,分别为JX1、JX2、JX3、JX4，四个双排针的内圈100个排针（内圈每个引脚注明引脚含义）与C8051F020芯片的对应引脚连接。而四个双排针的外圈100个排针（外圈标有引脚号）部分引脚悬空，而大部分引脚已经与实验仪上的实验模块连接。（具体连接请看硬件连接原理图）。因此，本实验/开发系统大部分实验模块只要将其相应引脚的短路块插好，即可实现与C8051F020单片机系统的连接。而一部分独立实验模块，必须通过导线与C8051F020单片机连接，连接前把要用到的引脚上的短路块拔4掉，然后用导线将内圈对应引脚与外部模块连接。实验完毕后再把相应的短路块插好。1.3.2C8051F020片上系统单片机片内资源①、模拟外设(1)逐次逼近型8路12位ADC0转换速率最大100ksps可编程增益放大器PGA温度传感器(2)8路8位ADC1输入与P1口复用转换速率500ksps可编程增益放大器PGA(3)两个12位DAC(4)两个模拟电压比较器(5)电压基准内部提供2.43V外部基准可输入(6)精确的VDD监视器②、高速8051微控制器内核流水线式指令结构速度可达25MIPS22个矢量中断源③、存储器片内4352字节数据RAM64KBFlash程序存储器可作非易失性存储外部可扩展的64KB数据存储器接口④、数字外设8个8位的端口I/OI2C、SPI、2个增强型UART串口可编程的16位计数器/定时器阵列(PCA)5个通用16位计数器/定时器专用的看门狗WDT更详细资料可参见SiliconLabsC8051F02xdatasheet1.3.3DICE-C8051F嵌入式实验/开发系统硬件组成（1）CPU板：CPU核心模块采用C8051F020芯片，该芯片是C8051F系列单片机中功能最为其全的一款；（2）片内：64KFLASH，4KXRAM片外扩展：256KFLASH，32KXRAM（3）CPU板C8051F020芯片I/0引脚全部引出，可以和用户外部电路连5接；（4）实验系统带有JTAG接口，并配有DICE-EC3型USB高速通讯仿真器，通过4脚的JTAG接口可以进行非侵入式、全速的在线系统调试、仿真；（5）4*4阵列式键盘；（6）8位逻辑电平开关输出、8位LED逻辑电平显示；（7）6位动态八段LED数码管；（8）2路单脉冲信号发生电路和1路8MHZ时钟发生电路；（9）时钟分频电路；（10）模拟量发生器电路和逻辑笔电路；（11）8*8LED点阵及驱动电路；（12）128*64LCD液晶显示屏；（13）蜂鸣器电路；（14）直流电机测速电路；（15）四相步进电机及驱动电路；（16）继电器电路及接口；（17）双通道RS-232接口；（18）SPI接口，LED数码管显示；（19）IIC接口，接24C01串行EEPROM；（20）IIC接口，PCF8563日历时钟；（21）8路12位AD，2路12位DA接口；（22）D12USB从机通信；（23）SL811USB主机通信；（24）RTL801910M以太网通信；1.3.4DICE-C8051F嵌入式实验/开发系统地址及初始化说明●地址分配如下：0x0000-0x7fff,数据存储器SRAM地十范围0x8000-0x87ff,D12_CS片选0x8800-0x8fff,SL811_CS片选0x9000-0x97ff,RTL8019_CS片选0x9800-0x9fff,LCD_CS片选0xA000-0xA7ff，保留0xA800-0xAfff，保留0xB000-0xB7ff，保留0xB800-0xBfff，保留0xc000-0xffff(x16),Flash,片选地址由P4低4位端口确定●系统初始化：6C8051F020CPU板使用外部22.1184M晶振，系统初始化后应用外部22.1184M晶振，如果不进行系统初始化，系统将使用内部晶振，默认值为2M，也可以通过设置OSCICN寄存器改变内部晶振的大小（可选值为2M、4M、8M、16M）。●端口初始化：我们根据c8051F020CPU板及实验系统设计方案，配置交叉开关，为UART0、SPI、SMBus、UART1、CEX0、CP0、T0、T1、INT0、INT1、INT2和INT3分配端口引脚。另外，我们将外部存储器接口配置为复用方式并使用高端口。配置步骤如下：(1)按CP0E=1,ECI0E=0,PCA0ME=001,UART0EN=1,SPI0EN=1,SMB0EN=1设置XBR0=0x8f；(2)按SYSCKE=0,T2EXE=0,T2E=0,INT1E=1,T1E=1,INT0E=1，T0E=1，CPI1E=0设置XBR1=0x1e；(3)按WEAKPUD=0,XBARE=1,位5为0用T4EXE=0,T4E=0,UART1E=1,EMIFLE=0,CNVSTE=0设置XBR2=0x44(4)将外部存储器接口配置为复用方式，并使用高端口，有PRTSEL=1,EMD2=0。(5)将作为数字输入的端口1引脚配置为数字输入方式，设置P1MDIN为0xFF。(6)通过设置P0MDOUT=0x34、P1MDOUT=0xfd、