8051芯片手册.docx

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8051芯片手册

8051

芯片手册

目录

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，