C8051F020实验指导书.docx
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C8051F020实验指导书
单片机实验指导书
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。
1.3DICE-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、JX4，四个双排针的圈100个排针（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掉，然后用导线将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微控制器核
流水线式指令结构速度可达25MIPS
22个矢量中断源
③、存储器
片4352字节数据RAM
64KBFlash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/O
I2C、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SiliconLabsC8051F02xdatasheet
1.3.3DICE-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：
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：
C8051F020CPU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，系统将使用部晶振，默认值为2M，也可以通过设置OSCICN寄存器改变部晶振的大小（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、P2MDOUT=0xf0、P3MDOUT=0xff，将低端口输出方式设置为推挽方式。
设置高端口输出方式P74OUT=0xf7;总线输出方式应考虑工作频率和驱动能力，在高速和高驱动时总线应设置为推挽方式，在低速和低驱动时漏极开路也可满足要求，但稳定性不高。
（7）设置外部存储器配置EMI0CF=0x2d；设置外部存储器时序控制EMI0TC=0x9e；如果LCD不能正常显示可以使EMI0CF=0x2f，EMI0TC=0xff设置为最大值；也可以减小外部晶振或使用部晶振。
第二章集成开发环境KEILC软件使用指南
2．1KEILC软件具体使用说明
KeilC安装:
见..\tools\KeilC51v751a_Full\安装说明.txt;
安装完成后，如果要使用DICE-EC5仿真器来仿真C8051F系统单片机，
还需要安装驱动程序：
进入“Keil驱动-V2.21”，点击“SiC8051F_uv2”，直至安装完毕。
进入 Keil C51 后，屏幕如下图所示。
几秒钟后出现编辑界
启动Keil C51时的屏幕
进入Keil C51后的编辑界面
简单程序的调试：
学习程序设计语言、学习某种程序软件，最好的方法是直接操作实践。
下面通过简单的编程、调试，引导大家学习Keil C51软件的基本使用方法和基本的调试技巧。
1）建立一个新工程
单击Project菜单，在弹出的下拉菜单中选中New Project选项
2）然后选择你要保存的路径,输入工程文件的名字,比如保存到C51目录里,工程文件的名字为C51。
如下图所示,然后点击保存.
3）这时会弹出一个对话框,要求你选择单片机的型号,你可以根据你使用的单片机来选择,keil c51几乎支持所有的51核的单片机,我这里还是以大家用的比较多的Atmel 的89C51来说明,如下图所示,选择89C51之后,右边栏是对这个单片机的基本的说明,然后点击
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