熟悉MCS—51系列單片機的工程技術人員可以很容易地掌握C8051Fxxx的應用技術并進行軟件移植。但不能將8051的程序直接應用于C8051F單片機中，因為這兩種系列的單片機內部資源存在較大的差異，因此，完全照搬、移植是行不通的，必須經過“改良”(主要是初始化控制字的改寫)才能正確運行。本文以C8051Fxxx系列單片機中資源最豐富、功能最多、運算速度最快(達到100MIPS)的C8051F12X系列為例，介紹其與80C51的主要不同之處以及開發時應注意的問題，同時給出了其完整的、且經過運行驗證的源程序。

?

　　2　結構差異

　　C8051F12X單片機與8051單片機在結構上的最大區別有四點：外引腳采用交叉開關配置;系統時鐘源多樣且控制靈活;內部特殊功能寄存器SFR種類數量增多;具有基于JTAG接口的在系統調試功能。下面主要介紹前三部分內容。

　　2.1 可編程數字I/O和交叉開關

　　可編程數字I/O和交叉開關是一個大的數字開關網絡，它允許將內部數字系統資源分配給端口I/O引腳。與具有標準復用數字I/O的微控制器不同，這種結構支持所有的功能組合。可通過設置交叉開關控制寄存器(XBR2、XBR1和XBR0)將片內的計數器/定時器、串行總線、硬件中斷、ADC轉換啟動輸入、比較器輸出以及微控制器內部的其它數字信號配置為在端口I/O引腳出現，這就使用戶可以根據自己的特定應用選擇通用端口I/O和需數字資源的組合。而不同于8051單片機的引腳基本是固定分配的。C8051F系列通過優先權交叉開關譯碼器來控制數字開關網絡，優先權交叉開關譯碼器的值由交叉開關控制寄存器(XBR2、XBR1和XBR0)來配置，如圖1所示。優先權交叉開關譯碼器按優先權順序從P0.0開始，可以一直分配到P3.7，它為數字外設所分配的端口引腳的優先順序是按系統默認的順序，即：串行通信UART0具有最高優先級，TX0和RX0分別被分配到P0.0和P0.1? 串行通信SPI具有次高優先級，詳細的端口引腳的優先分配順序表請參考有關資料。如果不選擇某個資源，則優先順序表中的下一個功能將填充這個位置。圖2所示是三個交叉開關控制寄存器(XBR2、XBR1和XBR0)中各位的含義，它們的復位值均為00000000。

　　當交叉開關配置寄存器XBR2、XBR1和XBR0中外設的對應位被設置成邏輯1時，交叉開關將端口引腳分配給外設;如果一個數字外設的允許位未被設置成邏輯1，則其端口不能通過引腳訪問。未被設置的交叉開關分配端口可當作標準連續的I/O口使用。在系統復位后，默認的寄存器XBR2、XBR1和XBR0的值均為零，即所有I/O引腳被強迫成輸入口(帶上拉)，且不與內部資源連通。這樣，沒有輸出的系統顯然無意義，所以，無論如何都應置XBR2的第6位為1，使交叉開關允許以便引出輸出信號。

?

　　2.2 系統時鐘源

　　C8051F12X的系統時鐘可以取自內部振蕩電路、外部振蕩電路(包括晶振，RC振蕩，陶瓷諧振電路)和鎖相環PLL電路，鎖相環PLL電路的輸入源可選擇來自內部振蕩電路，也可以選擇外部振蕩電路，通過PLL的倍頻作用可以提高時鐘頻率。C8051F12X系統內的振蕩電路如圖3所示。要產生所需的系統時鐘，通常要設置8個寄存器：OSCXIN、OSCICN、OSCICL、CLKSEL、PLLOCN、PLLOFLT、PLL0DIV、PLL0MUL，其中后4個是有關PLL的寄存器。

　　2.3 特殊功能寄存器SFR結構

　　與MCS—51的SFR不同的是，C8051F12X的SFR由圖4所示的多頁組成，共有5頁，頁號為0、1、2、3、15。各個SFR分布在不同的頁里，像XBR0、XBR1、XBR2、OSCXIN、OSCICN、LLOCN、PLLOFLT等定位在15頁里，定時器有關的寄存器TCON、TMOD、TH、TL等定位在0頁里。在讀寫各個SFR之前，必須先切換到相應的頁，可使用“MOV SFRPAGE，#頁號”指令來進行切換。各個SFR所在哪些頁，請查看相關的資料。

?

　　3 應用舉例

　　該例中要用的引出腳有一個串行異步通信UART和一個外中斷INT0。按照系統默認的優先順序，P0口被內部資源引出而占用，其中P0.0為UART通信的RX端， P0.1為UART通信的TX端，P0.3為外中斷INT0輸入引腳，其它端口為通用I/O口。P1口為具有上拉電阻的輸入口，P2口為通用推挽的輸出口，P3口也是通用推挽輸出口。具體如下：

　　$include(c8051f120.inc)

　　ORG 00H

　　JMP RESET ;程序入口

　　ORG 03H

　　JMP EX_INT ;外中斷INT0入口

　　ORG 0BH

　　JMP TIME_0 ;定時器0中斷入口

　　ORG 100H

　　RESET MOV， WDTCN，#0DEH ?禁止看門狗

　　MOV WDTCN，#0ADH

　　MOV SFRPAGE， #0FH ;取特殊功能寄存器的15頁

　　MOV OSCXCN，#01100111B ;外用時鐘源選擇晶體，頻率范圍在30MHz以下

　　ORL PLL0CN，#00000111B ;用外部晶振作為PLL的源

　　MOV PLL0DIV，#00000001B ;PLL的輸入除系數1(復位后默認)

　　MOV PLL0MUL，#00000010B ;PLL的倍頻系數為2(25MHz晶振)

　　MOV PLL0FLT，#00010001B ;PLL的濾波參數(復位后默認為00110001B)

　　MOV R4，#0 ;延遲一會兒，使晶振穩定

　　NNOP1：MOV R5，#0

　　DJNZ R5，$

?

　　DJNZ R4，NNOP1

　　MOV CLKSEL，#00000010B ;系統時鐘源用晶振再經鎖相環PLL二倍頻，產生50MHz的時鐘

　　ANL OSCICN，#01111111B ?;允許外部振蕩，禁止內部振蕩

　　MOV XBR2;#01000000B ;使能交叉譯碼開關(這條指令很重要)

　　MOV P2MDOUT，#11111111B ;P2口置成輸出方式

　　MOV P3MDOUT，#11111111B ;P0口置成輸出方式(復位默認為0__開漏)

　　MOV XBR1，#0000100B ;允許外中斷0連到端口

　　MOV SFRPAGE， #0H ;取特殊功能寄存器的0頁(因為有關定時器、中斷的SFR在0頁)

　　SETB EX0 ;允許外中斷0

　　SETB IT0 ;INT0下降沿中斷

　　MOV TMOD，#21h ;設置定時器0為方式1， 定時器1為方式2

　　MOV CKCON，#08h ;選定時器0時鐘為系統時鐘，定時器1時鐘為系統時鐘除以12

　　MOV TH1，#242 ;(50/12)MHz的時鐘產生9600波特率的計數初值為242

　　SETB TR0 ;接通定時0

　　SETB TR1 ;接通定時1

　　CLR ET1 ;禁止定時器1中斷

　　MOV SCON，#50H ;串口工作于方式1，允許接收，單機工作

　　SETB ET0 ;允許T0中斷

　　SETB PT0 ;T0的中斷優先級高

　　SETB EA ;開中斷

　　MOV SP，#30H ;棧底在30H單元

　　MAIN： . ;以上是程序的初始化

　　. ;主程序

　　.

　　JMP MAIN

　　****** 定時中斷子程序 *******

　　TIME_0:PUSH ACC

　　MOV TH0,#0H

　　MOV TL0,#0H

　　CPL P2.2 ;在P2口的D2腳輸出方波

　　POP ACC

　　RETI

　　******* 外中斷子程序 *******

　　EX INT?PUSH ACC

　　MOV A,P1 ;從P1口取一字節

　　CPL A

　　MOV P3，A ;送出一字節

　　POP ACC

　　RET