8051芯片手册.docx
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8051芯片手册
8051
芯片手册
1NL06F86芯片概述................................................1
1.1结构框图....................................................1
1.2NL06F86性能.................................................1
1.3外设连接示意图...............................................4
1.4管脚定义....................................................5
1.5NL06F86最小系统.............................................18
1.6部分管脚的配置电路...........................................18
2内存映射.......................................................20
3CPU内核.......................................................23
3.1概述......................................................23
3.2CPU编程模型................................................24
3.3处理器寻址方式..............................................28
3.4CPU指令集..................................................32
3.5MMU和Cache................................................48
4外设功能.......................................................61
4.1功能综述...................................................61
4.2所有寄存器列表..............................................62
4.3外设使用说明................................................71
4.4编程实例...................................................71
5程序起动描述...................................................73
6存储器控制器...................................................74
6.1功能综述...................................................74
6.2寄存器表...................................................74
6.3寄存器功能描述..............................................74
6.4模块管脚描述................................................76
6.5典型电路...................................................80
6.6编程实例...................................................81
7中断控制器.....................................................83
7.1功能综述...................................................83
7.2寄存器表...................................................84
7.3寄存器功能描述..............................................84
7.4编程实例...................................................86
8定时器........................................................88
8.1功能综述...................................................88
8.2寄存器表...................................................88
8.3寄存器功能描述..............................................89
8.4编程实例...................................................90
9通用I/O.......................................................91
9.1功能综述...................................................91
9.2寄存器表...................................................91
9.3寄存器功能描述..............................................93
9.4编程实例...................................................96
10HW控制器.....................................................98
10.1功能综述...................................................98
10.2寄存器表...................................................98
10.3寄存器功能描述..............................................98
10.4编程实例...................................................99
11以太网MAC控制器..............................................100
11.1功能综述..................................................100
11.2寄存器表..................................................100
11.3寄存器功能描述.............................................101
11.4模块管脚描述...............................................106
11.5典型电路..................................................107
11.6编程实例..................................................107
12通用异步收发器UARTs...........................................112
12.1功能综述..................................................112
12.2UART寄存器表..............................................112
12.3寄存器功能描述.............................................113
12.4模块管脚描述...............................................117
12.5编程实例..................................................118
13I2C总线接口..................................................122
13.1功能综述..................................................122
13.2寄存器表..................................................122
13.3寄存器功能描述.............................................122
13.4时序波形图................................................123
13.5模块管脚描述...............................................125
13.6典型电路..................................................125
13.7编程实例..................................................126
14低速外设接口.................................................128
14.1功能综述..................................................128
14.2寄存器表..................................................128
14.3寄存器功能描述.............................................128
14.4模块管脚描述...............................................130
14.5典型电路..................................................131
14.6编程实例..................................................132
15显示接口.....................................................134
15.1功能总述..................................................134
15.2寄存器表..................................................134
15.3寄存器功能描述.............................................136
15.4模块管脚描述...............................................143
15.5典型电路..................................................144
15.6编程实例..................................................145
16磁卡接口.....................................................149
16.1功能综述..................................................149
16.2寄存器表..................................................149
16.3寄存器功能描述.............................................149
16.4模块管脚描述...............................................151
16.5编程实例..................................................151
17IC卡接口....................................................153
17.1功能综述..................................................153
17.2寄存器表..................................................153
17.3寄存器功能描述.............................................154
17.4模块管脚描述...............................................156
17.5典型电路..................................................156
17.6编程实例..................................................157
18打印机接口...................................................159
18.1功能综述..................................................159
18.2寄存器表..................................................159
18.3寄存器功能描述.............................................159
18.4模块管脚描述...............................................161
18.5典型电路..................................................162
18.6编程实例..................................................162
19PC键盘接口...................................................164
19.1功能综述..................................................164
19.2寄存器表..................................................164
19.3寄存器功能描述.............................................164
19.4模块管脚描述...............................................165
19.5数据格式和时序图...........................................166
19.6典型电路..................................................166
19.7编程实例..................................................167
20PWM接口.....................................................169
20.1功能综述..................................................169
20.2寄存器表..................................................169
20.3寄存器功能描述.............................................170
20.4模块管脚描述...............................................171
20.5典型电路..................................................171
20.6编程实例..................................................172
21蜂鸣器......................................................173
21.1功能综述..................................................173
21.2寄存器表..................................................173
21.3寄存器功能描述.............................................173
21.4模块管脚描述...............................................174
21.5典型电路..................................................174
21.6编程实例..................................................175
22DES控制器...................................................176
22.1功能综述..................................................176
22.2寄存器表..................................................176
22.3寄存器功能描述.............................................176
22.4编程实例..................................................177
23封装尺寸.....................................................179
1.8051芯片概述
8051微控制器属于MCS-51系列，自其1980年由Inter公司设计以来，由于其完善的指令集，在嵌入式系统应用中占有很大的市场。
本芯片符合工业标准指令集的8位8051微控制器IP核设计，其资源包括8K的程序存储器，1k的数据存储器，两个16-bit的计数控制器和4组8位的通用I/0口。
1.1结构框图
1.28051性能
芯片内部模块主要包含了ALU模块、中央控制器模块、定时／计数器模块、串行通信模块等。
它具有以下一些基本特点：
（1）、采用了全局同步设计：
（2）、具有清晰的逻辑层次结构；
（3）、可以方便地对其进行功能扩展；
（4）、与工业标准昀8051指令兼容；
（5）、采用了复用的I/O通用接口；
（6）、包含1K字节RAM、8K的片内SRAM来用当程序ROM。
（7）、外接spi-flash，用来存储程序，也可由8051直接对其进行读写，擦除等指令
与标准8051单片机相比，本芯片最大的改进就是流水的不同，通用8051分为6级流水周期，每级流水周期占用两个时钟周期，本芯片，只含有两级流水周期，在第一个周期中，进行读取指令和功能译码，第二个周期进行指令操作和相关存储器的数据写入。
我们通过设计一个寄存器来完成这个操作，这个寄存器用来把信号延时一个时钟周期。
因为我们在第一个时钟周期译码完成指令操作译码，这样，就把不用的信号进行延时一个周期，以此来减少流水周期。
这是本芯片与标准8051作品最大的不同，但由于设计中32位的取指长度和flash的读取速度的限制，对外部时钟进行过分频，总体效果比标准8051执行速度快2-3倍。
对于8051-般操作和功能，在第三部分以详细介绍，在这里不再累述。
性能参数
.18umCMOS工艺
PinLQFP封装
主频：
50MHz
工作电压：
2.6-3.5V
工作环境：
0-70摄氏度
1.3内部单元介绍
1.算术逻辑单元（ALU）：
8051的ALU是一个性能极强的运算器，它既可以进行加、减、乘、
除四则运算，也可以进行与、或、非、异或等逻辑运算，还具有数据传送、移位、判断和程序转移、位变量处理等功能。
2.控制单元（CU）：
控制器是用来统一指挥控制计算机进行工作的部件。
它的功能是从
程序存储器中提取指令，送到指令寄存器，再进入指令译码器进行译码，
并通过定时和控制电路，在规定的时刻发出各种操作所需要的全部内部
控制信息及CPU外部所需要控制信号，使各部分协调工作，完成指令所
规定的各种操作。
3.存储器
8051系列单片机存储器结构的主要特点是采用了为哈佛型结构，将
程序存储器和数据存储器分开并有各自的寻址机构和寻址方式。
标准8051单片机在物理上有4个存储空间：
片内程序存储器和片外程序存储器、片内数据存储器、片外数据存储器。
程序存储器用于存放编好的程序、表格和常数。
8051单片机的片内程序存储器和片外程序存储器物理上独立，逻辑上却是统一编址的。
数据存储器用于存放运算的中间结果，进行数据暂存以及数据缓冲等。
8051单片机的片内数据存储器和片外数据存储器无论在物理上还是在逻辑上，其地址空间都是彼此独立的，各自有不同
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