C8051F020实验指导书.docx

1、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KEIL C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“USB Reset”中的“USB Debug Adapter Firmware Reset”文件，双击运行，在弹出的对话框中点击“Update

2、 firmware”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“Do you want to update serial adapter now? ”,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C8051F020 CPU 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。1.2 Silicon Labs C8051F 单片机开发工具简介1.2.1 开发工具概述Silicon Labs 的开发

3、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。Silicon Labs C8051F 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C8051F020 CPU 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

4、统编程(ISP)和调试。Silicon Labs 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（Keil C）。 1.2.3 IDE 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： Windows 95/98/Me/NT/

5、2000/XP 操作系统 32Mb RAM 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keil uVision2 图标，运行IDE 软件。1.3 DICE-C8051F嵌入式实验/开发系统简介1.3.1 C8051F020 CPU 板概述C8051F020 CPU

6、板是为了便于安装而设计的;C8051F020 CPU 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: C8051F020 CPU 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

7、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。1.3.2 C8051F020 片上系统单片机片资源、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

8、准可输入(6) 精确的VDD 监视器、 高速8051 微控制器核流水线式指令结构速度可达25MIPS22 个矢量中断源、 存储器片4352 字节数据RAM64KB Flash 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、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Silicon Labs C8051F02x datasheet1.3.3 DICE-C8051F嵌入式实验/开发系统硬件组成（1） CPU板：CPU核心模块采用C8051F0

9、20芯片，该芯片是C8051F系列单片机中功能最为其全的一款；（2） 片：64K FLASH， 4K XRAM片外扩展：256K FLASH， 32K XRAM（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

10、生器电路和逻辑笔电路；（11） 8*8LED点阵及驱动电路；（12） 128*64 LCD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） D12 USB 从机通信；（23） SL811 USB 主机通信；（24） RTL8019 10M 以太网通信；1.3.4 DICE-

11、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：C8051F020 CPU板使用外部22.1184M 晶振，系统初始化后应用

12、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c8051F020 CPU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)

13、 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

14、= 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KEIL C软件使用指南21 KEIL C软件具体使用说明Keil C 安装:见.toolsKeilC51v751a_Full安装说明.txt;

15、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KeilC51后，屏幕如下图所示。几秒钟后出现编辑界启动KeilC51时的屏幕进入KeilC51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KeilC51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NewProject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,keilc51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