C8051F创新实验开发平台实验指导书.pdf

目录第1章C8051F单片机创新实验开发平台硬件结构.31.1 功能特点.31.2 硬件原理.41.2.1 电路原理图.41.2.2 部分电路原理简介.51.3 硬件结构.9第2章KEIL集成开发环境及JTAG仿真器应用.152.1 软件安装.152.2 JTAG仿真有关设置.16第3章 基 础 实 验.183.1 启动代码分析.183.2 I/O 口实验.263.3 RAM基本操作.323.4 定时器.363.5 比较器.423.6 外部中断.443.7 PCA 模块.483.8 AD 转换.543.9 DA 转换.653.10 UART 通讯.69第4章 外围功能部件驱动函数库.734.1 系统基本初始化库函数.734.2 SMBUS总线驱动库函数.814.3 SPI总线驱动库函数.874.4 PCA驱动库函数.904.5 ADC数据采集与处理驱动库函数.984.6 DAC驱动库函数.1024.7 LCD显示驱动库函数.1044.8 PS2键盘驱动库函数.1124.9 红外遥控器解码驱动库函数.1184.10 键盘输入显示数据处理驱动库函数.1214.11 SST25VF16存储芯片驱动库函数.1344.12 无线数传模块nREF905驱动库函数.1454.13 实时时钟 PCF8563驱动库函数.1544.14 DDS芯片AD9851驱动库函数.161第5章综合应用示例.1645.1 多路数据采集.1645.2 无线数据采集监测网络.1645.3 心电图仪.1645.4 宽带放大器.1655.5 简易频谱分析仪的制作.1655.6 uCOSJI 在 C8051F020 中的移植165第1章 C8051F单片机创新卖睑开发平台破件给构功能特点C8051F单片机创新实验开发平台是一款功能比较完善的C8051FXXX单片机开发板，它使用的单片机是完全集成的混合信号系统级芯片（SOC）,具有与8051指令集完全兼容的CIP-51内核，它在一个芯片内集成了构成一个单片机数据采集或控制系统所需要的几乎所有模拟和数字外设及其他功能部件，包 括 ADC、DAC、可编程增益放大器、电压比较器、电压基准、温度传感器、SMBUS（I2C）、SPL UART、定时器、可编程计数器定时器阵列（以下均简称PCA）、内部振荡器、看门狗定时器及电源监视器等，这些外设部件的高度集成为设计小体积、低功耗、高可靠性和高性能的单片机应用系统提供了方便，也可使系统的整体成本大大降低。

1.1 功能特点 使用CPU PACK,除可以方便更新原芯片外，完全兼容主频高达100M的 C8051F120-+P 11./上 月*完全自主设计的硬件，并在全国大学生电子设计大赛中积累了大量的函数库支持调试，现场仿真，方便用户调试程序外扩了 32K的 R A M,有 SPI接口容量多达16MBit的非易失性存储器丰富的输入接口（ZLG7290矩 阵 键 盘 及 P S 2 键盘，鼠标）和丰富的输出接口（ZLG7290、LCD液晶显示、八路LED直接显示）I/O 口全部外引，具有RS232转换电路，可与上位机通信有时钟芯片PCF8563,蜂鸣器等使用 12c 接口的 AT24co2可以进行外部中断实验，有独立按键外部中断可通过短路卡选择A/D与 D/A基准可以调节提供资料完整的实验教程与经调试通过的函数库C8051F单片机创新实验开发平台功能框如图1-1所示：电源跑马灯LCD接口|PS2接口|C8 0 5 1 F0 2 0 单片机及J T AG接口外部RAM八位数码管PCF8563时钟四路ZLG7290外部键盘、显示中断模块电源扩展接口5 V,3.3V,GND24co2存储器S P I接口的FLASH图 1-11.2硬件原理1.2.1 电路原理图C8051F单片机创新实验开发平台电路原理图如图1-2所示:图 1-21.2.2 部分电路原理简介1.电源电路C8051F单片机创新实验开发平台的电源由一路大于7 V 的外部电源供电，当使用液晶时建议外接9V,800mA的电源（为此如果发现开发平台电源不正常请检查7805是否损坏）。

电源进入开发平台后经过一个防电源反接的二极管加到7805输入端，经 7805稳压得到5V电源除用于给液晶，红外接收头，PS2接口供电外，还提供给AS1117,用于产生3.3V 的电压，给开发平台的各芯片供电由于该平台上有模拟部分和数字部分，因此在电源部分做了2.复位电路与时钟电路C8051F高速S 0 C 单片机对电源的纹波，时钟源的稳定和电源监控等方面有有着比较高的要求，为此为复位电路配置了一级R C 滤波电路以减少电源对复位的影响，另请用户务必保证供电系统的接地（接大地）良好，不然C8051F单片机创新实验开发平台的抗干扰性能将变差C8051F单片机创新实验开发平台可以使用单片机内的时钟，也可以使用板上带的22.1184M的时钟电路，之所以选择该时钟在于该时钟可以产生用于串口通讯所要使用的准确的波特率，有关该部分的寄存器设置详见后面的实验该部分的电路如图1-4所示：2 2 1184NHZC28zd=C2833pf33pfX7XTAU|-1 XIM2=i=C27图 1-43.J T A G接口电路C8051F单片机创新实验开发平台使用新华龙的U E C 5 仿真器进行J T A G 调试，该仿真器使用U S B接口与电脑相连，只要安装一个软件即可以实现在K e il内的仿真调试，应用十分方便。

有关该部分的应用指导详见后面的实验该部分的电路原理图如图1-5所示：图 1-54.键盘显示电路该部分电路使用12c接口的ZLG7290管理一个矩阵键盘扫描和八路数码管显示在开发平台上用短路帽短接J26接通给ZLG7290的电源及可以在程序中控制ZLG7290显示，并通过其中断访问到按下的键的键值电路如图1-6所示：+3VD2D K 3)6D iG I 5IjIG2 4D K o 3l 22D iG 5 21D iG 6 12l，i7 1319201413U llZIC7290cLXiyKCX)LXJI/KCIOG2/KC2DKKC3DIGVKC4DIGKC5DICKC6DKJJ7KC7KR(/SAKRI/SBK O S CKR3 J M 3A B C De q o p J M R口A B C D355KIK2_1cLK4一S w-p f一L-w r f一-w r f-W P fK 5.K 6_K 7_K8 v r f _一 w r f一1-w r f 1一 W P f一1K 9_KI0_K lK12_一S w r f一L-?W-PlP_1一W TlP一1-w r f一1KI3KI4_K15_K16_-S w p f_-一-一S w p f一1R)_口F 2F 3_ w r f L_9 w r f一1 W P#一1 W P f一 SA/I N 4 I4 8-SB/1M I48_ SC_/1M I48SD/I W H S-D P INI148图1-65.外部R A M 电路这部分的电路为C8O51F单片机扩展了一个32 K的外部R A M。

该存储器挂在总线上,在硬件上不需要用户的过多的关心，有关该部分的程序的操作详见后面的实验：电路如图1-7所示：图 1-76.实时时钟电路这一部分的电路使用了一片时钟专用芯片，它使用了 12c总线接口，只要熟悉它的一些寄存器，对它的操作将变得十分简单电路如图1-8所示：图 1-87.非易失性存储器说明C8051F单片机创新实验开发平台使用了两种接口的非易失性存储器，一种是在开发板上 普 遍 使 用 的 I2 C 接 口 的 AT24C02,一种是广泛应用于工业记录介质的S P I接口的SST25VFI6这两种存储器分别通过总线接到单片机上，单片机只需通过串行总路线即吁访问它们电路如图1-9所示：IR16MK7图 1-9+3VD2MSO 其它的电路将不在这里介绍，在涉及到的具体实验中再作介绍1.3硬件结构在本节中将重点介绍开发平台上的各种接插部分J H：这部分的通过短路帽将P 5 口连接到开发平台的八灯发光二极管上，用来直接显示二进制量，除了可以作为I/O 口基本训练跑马灯之外，还可以在开发过程中作为最直接的显示，用来显示一个字节信息，注意右侧是低位如不需要L E D可以拔掉该部分的短路帽拿掉。

LD1LD2LD3LD4LD5LD6nuR15nuR14UR13nuR12nuR llnRIOLD7nuR9LD8nuR8J11I4 I1-IIcoZ)J 1 2：这部分用于接通S S T 2 5 V F 1 6的S P I总线，如果需要使用该串行存储器请将这里用短路帽短接并且请注意这里四根线的依次是：N S S (P 3.0),M I S O,M O S I和S C K oU4 C21 R16 n nLJLJ J13,J14：用于调整时钟芯片振荡电路的负载电容，对时钟芯片的振荡电路微调在一般情况下接一个就可以如果需要比较精确的时钟，此时可以使用高精度频率计测量J15输出的频率，当频率比32.768KHZ偏高时，加大电容；频率比32.768KHz偏低时，减小电容JI?C22则 脩|亡口J14C23镰 伸if 口C24 匚U56 J15：时钟频率输出，因为PCF8563有可编程时钟输出功能，在特定的场合能够为用户开发提供方便，在学习时可以编程PCF8563输 出 1H z,再接到中断上，从而可以使时钟1S及时更新一次，如不使用，该端可闲置J20,J21：这部分的插针与单片机的基准选择有关，J20的电压由PR2调节决定。

J2 I的 上 端（2,4,6）与单片机的内部基准源相接，因此可以通过短路帽选择使用哪路电压作为基准在开发板上标的“VREFD”代表DAC的基准，“VREFO”代表ADCO的基准，“VREF1彳嚎ADC1的基准，请注意一定要为使用的转换器选择基准源J21J20LI J22：通 过 PR1调节产生的电压经由此处输出供测试用，可以用于测试A D 和比较器等，一般闲置J23：这里连接着驱动蜂鸣器的三极管的基极，所以当要使用蜂鸣器时请用跳线将它连接到某个用于报警输出的I/O 口上当这个地方出现低电平时，蜂鸣器发声J24：红外体化接收头的整形输出端，从这里可以输出红外接收头接收到的由红外发射端发来的数据，并且可以直接通过跳线接给单片机的中断，对它进行解码，所以在使用它的时候，一定要用跳线将它连接到软件中定义的对它进行读入的地方U12R44C8 C9四口牌24但1 I_ I匚口匚口+5UR43 Cl 矢 J26：接通ZLG7290的关键所在，当需要使用该芯片及其功能时，必须用短路帽将该处短接，因为该芯片耗电相对较大些，因此设计为当不使用时即断开其电源C40Y56E42KRJnn回匚匚圆39口IcJz JU：这里有2*4根插针，用于接通单片机的两个UART到 RS-232电平转换芯片，注 意 1-2,3-4是对应UART0,5-6,7-8对就于UART 1,使用串口时需注意该处的短路帽要接时，在用串口通讯前建议将2 4 或 6-8直接相连，用串口调试助手之类串口小软件，如果电脑能在发送一帧数据同时接收到一帧一样的数据则线路没有问题，否则请检查连线，或者串口的设置。

C17Cl 6匚芯二R 5 JU-I印 IU3IH-eeeeeeeTXORXOTX1RX1 /INTO,/1NT6 和/1NT1 ,/lNT7:这里可以能过短路帽选择 ZLG7290,PS2 以及 PCF8563,独立按键SW1作为中断输入，因此这里连接着开发平台的一些重要资源，它也可以通过路线选择来自J24的红外信号作为输入，所以了解这一部分的分布与连接十分重要7290RCT/INT另外在开发平台上的J4,J5,J6,J 7,从左到右分别对应着单片机的PO到 P7 口，J3的左侧是A D 的模拟输入，右侧则作为两路D A 的输出与两个比较器同相、反相端的输入这在开发平台上都标注得比较清楚，不需记忆。