C8051和89C51单片机的区别

C8051F系列单片机与80C51有何区别?~

80C51一般指普通的8051，就是我们常说的51，
相比之下C8051是非常高端的一种51（这么说是因为不管怎么样，它还是51，没有贬义。。），价格也比较高，全兼容51，但片上资源相当丰富，具体可以看C8051的数据手册，基本上你能想到的能集成的，它都有了，原来是哪家公司的，名字记不清了，现在归silicon lab所有。
89C51一般指的是Atmel公司的AT89C51，同样也全兼容51，最初的卖点就是它的片上flash，感觉推广的很开。

C8051F与80C51系列单片机的不同初始化


摘要：C8051F系列单片机是Cygnal公司出品的高速单片机，它与80C51系列单片机指令集兼容，但比后者增加了许多资源，从而为嵌入式系统的开发提供了极大的方便。文中介绍了这两者在结构上的差异以及编程时应注意的问题，并给出了它们较完整的初始化程序。
关键词：特殊功能寄存器SDR；先权交叉开关译码器；交叉开关控制寄存器
1 引言
近30年来，世界各主要电子元器件生产厂商纷纷推出自己各具特色的单片机产品。而在百花齐放的单片机家族中，80C5l系列一直扮演着重要的角色。该单片机在教学、科研等领域已经成为入门单片机并成为单片机应用的首选，该产品以其易读性好、扩展能力强而著称，从而成为广大从事单片机开发者最熟悉、最具代表的机型。但人们往往在熟悉80C51单片机之后又选择别的系列单片机开发产品，这是因为80C51具有运算速度慢、功耗大、内部资源少等不足，所以限制了其使用范围。Cygnal公司推出的C805lF系列单片机既弥补了80C51系列的不足，又与MCS—5l指令集兼容。C805lFxxx系列单片机是完全集成的混合信号系统级芯片，具有与8051指令集完全兼容的CIP－51内核。它在单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它功能部件。这些外设或功能部件包括：ADC、可编程增益放大器、DAC、电压比较器、电压基准、温度传感器、SMBus／I2C、UART、SPI、定时器、可编程计数器／定时器阵列（PCA）、内部振荡器、看门狗定时器及电源监视器等。这些外设部件的高集成度为设计小体积、低功耗、高可靠性、高性能的单片机应用系统提供了很大的方便，同时也可以使整体系统的成本大大降低。
熟悉MCS—51系列单片机的工程技术人员可以很容易地掌握C8051Fxxx的应用技术并进行软件移植。但不能将8051的程序直接应用于C8051F单片机中，因为这两种系列的单片机内部资源存在较大的差异，因此，完全照搬、移植是行不通的，必须经过“改良”（主要是初始化控制字的改写）才能正确运行。本文以C8051Fxxx系列单片机中资源最丰富、功能最多、运算速度最快（达到100MIPS）的C8051F12X系列为例，介绍其与80C51的主要不同之处以及开发时应注意的问题，同时给出了其完整的、且经过运行验证的源程序。

图1

2 结构差异
C8051F12X单片机与8051单片机在结构上的最大区别有四点：外引脚采用交叉开关配置；系统时钟源多样且控制灵活；内部特殊功能寄存器SFR种类数量增多；具有基于JTAG接口的在系统调试功能。下面主要介绍前三部分内容。
2．1 可编程数字I／O和交叉开关
可编程数字I／O和交叉开关是一个大的数字开关网络，它允许将内部数字系统资源分配给端口I／O引脚。与具有标准复用数字I／O的微控制器不同，这种结构支持所有的功能组合。可通过设置交叉开关控制寄存器（XBR2、XBR1和XBR0）将片内的计数器／定时器、串行总线、硬件中断、ADC转换启动输入、比较器输出以及微控制器内部的其它数字信号配置为在端口I／O引脚出现，这就使用户可以根据自己的特定应用选择通用端口I／O和需数字资源的组合。而不同于8051单片机的引脚基本是固定分配的。C8051F系列通过优先权交叉开关译码器来控制数字开关网络，优先权交叉开关译码器的值由交叉开关控制寄存器（XBR2、XBR1和XBR0）来配置，如图1所示。优先权交叉开关译码器按优先权顺序从P0．0开始，可以一直分配到P3．7，它为数字外设所分配的端口引脚的优先顺序是按系统默认的顺序，即：串行通信UART0具有最高优先级，TX0和RX0分别被分配到P0．0和P0．1� 串行通信SPI具有次高优先级，详细的端口引脚的优先分配顺序表请参考有关资料。如果不选择某个资源，则优先顺序表中的下一个功能将填充这个位置。图2所示是三个交叉开关控制寄存器（XBR2、XBR1和XBR0）中各位的含义，它们的复位值均为00000000。
当交叉开关配置寄存器XBR2、XBR1和XBR0中外设的对应位被设置成逻辑1时，交叉开关将端口引脚分配给外设；如果一个数字外设的允许位未被设置成逻辑1，则其端口不能通过引脚访问。未被设置的交叉开关分配端口可当作标准连续的I／O口使用。在系统复位后，默认的寄存器XBR2、XBR1和XBR0的值均为零，即所有I／O引脚被强迫成输入口（带上拉），且不与内部资源连通。这样，没有输出的系统显然无意义，所以，无论如何都应置XBR2的第6位为1，使交叉开关允许以便引出输出信号。

2．2 系统时钟源
C8051F12X的系统时钟可以取自内部振荡电路、外部振荡电路（包括晶振，RC振荡，陶瓷谐振电路）和锁相环PLL电路，锁相环PLL电路的输入源可选择来自内部振荡电路，也可以选择外部振荡电路，通过PLL的倍频作用可以提高时钟频率。C8051F12X系统内的振荡电路如图3所示。要产生所需的系统时钟，通常要设置8个寄存器：OSCXIN、OSCICN、OSCICL、CLKSEL、PLLOCN、PLLOFLT、PLL0DIV、PLL0MUL，其中后4个是有关PLL的寄存器。
2．3 特殊功能寄存器SFR结构
与MCS—51的SFR不同的是，C8051F12X的SFR由图4所示的多页组成，共有5页，页号为0、1、2、3、15。各个SFR分布在不同的页里，像XBR0、XBR1、XBR2、OSCXIN、OSCICN、LLOCN、PLLOFLT等定位在15页里，定时器有关的寄存器TCON、TMOD、TH、TL等定位在0页里。在读写各个SFR之前，必须先切换到相应的页，可使用“MOV SFRPAGE，＃页号”指令来进行切换。各个SFR所在哪些页，请查看相关的资料。

3 应用举例
该例中要用的引出脚有一个串行异步通信UART和一个外中断INT0。按照系统默认的优先顺序，P0口被内部资源引出而占用，其中P0．0为UART通信的RX端， P0．1为UART通信的TX端，P0．3为外中断INT0输入引脚，其它端口为通用I／O口。P1口为具有上拉电阻的输入口，P2口为通用推挽的输出口，P3口也是通用推挽输出口。具体如下：
＄include（c8051f120．inc）
ORG 00H
JMP RESET ；程序入口
ORG 03H
JMP EX_INT ；外中断INT0入口
ORG 0BH
JMP TIME_0 ；定时器0中断入口
ORG 100H
RESET�MOV， WDTCN，＃0DEH �禁止看门狗
MOV WDTCN，＃0ADH
MOV SFRPAGE， ＃0FH ；取特殊功能寄存器的15页
MOV OSCXCN，＃01100111B ；外用时钟源选择晶体，频率范围在30MHz以下
ORL PLL0CN，＃00000111B ；用外部晶振作为PLL的源
MOV PLL0DIV，＃00000001B ；PLL的输入除系数1（复位后默认）
MOV PLL0MUL，＃00000010B ；PLL的倍频系数为2（25MHz晶振）
MOV PLL0FLT，＃00010001B ；PLL的滤波参数（复位后默认为00110001B）
MOV R4，＃0 ；延迟一会儿，使晶振稳定
NNOP1：MOV R5，＃0
DJNZ R5，＄
DJNZ R4，NNOP1
MOV CLKSEL，＃00000010B ；系统时钟源用晶振再经锁相环PLL二倍频，产生50MHz的时钟
ANL OSCICN，＃01111111B �；允许外部振荡，禁止内部振荡
MOV XBR2；＃01000000B ；使能交叉译码开关（这条指令很重要）
MOV P2MDOUT，＃11111111B ；P2口置成输出方式
MOV P3MDOUT，＃11111111B ；P0口置成输出方式（复位默认为0＿＿开漏）
MOV XBR1，＃0000100B ；允许外中断0连到端口
MOV SFRPAGE， ＃0H ；取特殊功能寄存器的0页（因为有关定时器、中断的SFR在0页）
SETB EX0 ；允许外中断0
SETB IT0 ；INT0下降沿中断
MOV TMOD，＃21h ；设置定时器0为方式1， 定时器1为方式2
MOV CKCON，＃08h ；选定时器0时钟为系统时钟，定时器1时钟为系统时钟除以12
MOV TH1，＃242 ；（50／12）MHz的时钟产生9600波特率的计数初值为242
SETB TR0 ；接通定时0
SETB TR1 ；接通定时1
CLR ET1 ；禁止定时器1中断
MOV SCON，＃50H ；串口工作于方式1，允许接收，单机工作
SETB ET0 ；允许T0中断
SETB PT0 ；T0的中断优先级高
SETB EA ；开中断
MOV SP，＃30H ；栈底在30H单元
MAIN： ． ；以上是程序的初始化
． ；主程序
．
JMP MAIN
�＊＊＊＊＊＊ 定时中断子程序 ＊＊＊＊＊＊＊
TIME_0:PUSH ACC
MOV TH0,＃0H
MOV TL0,＃0H
CPL P2．2 ;在P2口的D2脚输出方波
POP ACC
RETI
�＊＊＊＊＊＊＊ 外中断子程序 ＊＊＊＊＊＊＊
EX INT�PUSH ACC
MOV A,P1 ；从P1口取一字节
CPL A
MOV P3，A ；送出一字节
POP ACC
RET

C8051和80C51相比有如下新功能。高速指令处理能力标准的8051一个机器周期要占用12个系统时钟周期执行一条指令最少要一个机器周期CygnalC8051F系列单片机指令处理采用流水线结构机器周期由标准的12个系统时钟周期降为1个系统时钟周期指令处理能力比MCS51大大提高。CIP-51内核70% 指令的执行是在一个或两个系统时钟周期内完成的，只有四条指令的执行需4个以上时钟周期。CIP-51指令与MCS51指令系统完全兼容，共有111条指令。增加了中断源标准的8051只有7个中断源，而Cygnal C8051F系列单片机扩展了中断处理，这对于实时多任务系统的处理是很重要的。扩展的中断系统向CIP-51提供22个中断源，允许大量的模拟和数字外设中断。一个中断处理需要较少的CPU干预，却有更高的执行效率。增加了复位源标准的8051只有外部引脚复位，Cygnal C8051F系列单片机增加了7种复位源，使系统的可靠性大大提高，每个复位源都可以由用户用软件禁止。它的复位源是：1 片内电源监视2 WDT看门狗定时器3 时钟丢失检测器4比较器0输出电平检测5软件强制复位6 CNVSTRAD转换启动7 外部引脚RST复位可双向复位8 提供内部时钟源标准的8051只有外部时钟，Cygnal C8051F系列单片机有内部独立的时钟源。C8051F300/F302提供的内部时钟误差在2%以内，在系统复位后默认内部时钟。如果需要，可接外部时钟并可在程序运行时实现内外部时钟之间的切换。外部时钟可以是晶体RCC或外部时钟脉冲，以上的功能在低功耗应用系统中非常有用。片内资源增加如下：
8~12位多通道ADC
1~2路12位DAC
1~2路电压比较器
内部或外部电压基准

内置温度传感器±3
16位可编程定时/计数器阵列PCA可用于PWM等
3~5个通用16位定时器
8~64个通用I/O口
带有I2C/SMBusSPI1~2个UART多类型串行总线
8~64K Flash存贮器
256~4K数据存贮器RAM
片内时钟源内置电源监测看门狗定时器[

速度快，代码兼容51，集成度高，建议你学习c8051。

内核的原理一样，C8051是改进品种。有很多改进，片内外设也增加了一些。

开发上没有区别。
可以下载各自datasheet来看

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孟连傣族拉祜族佤族自治县17299046435： 89C51和8051功能是否相同 - ？
辛贷济立： 1、89C51和8051在引脚方面没有任何区别(都是DIP40封装)2、89C51是CMOS工艺、8051是NMOS工艺制造.3、89C51的内部ROM是FLASH-ROM,可多次更新改写;8051一般是掩膜ROM,不可更新改写.4、89C51价格似乎比8051要便宜一些.5、这两种CPU不是一家公司的产品.6、除了上面的区别之外,其它的功能几乎是完全相同的.

孟连傣族拉祜族佤族自治县17299046435： 89C51与80C51的区别? - ？
辛贷济立： 89C51和8051芯片各脚的定义是完全兼容的,唯一的区别是89C51内部集成了4K的FLASH-ROM,而80C51内部是厂家做好的掩膜式ROM,除了在烧写ROM的时候方式不同,在电路中的功能是一样的.因此在电路上没有区别.

孟连傣族拉祜族佤族自治县17299046435： 请问PIC16F877和AT89C51,C8051这些单片机有什么区别?详细说一下,谢谢 - ？
辛贷济立： 区别很大,不是一类.PIC16F877是哈佛结构的单片机,精简指令,只有一个中断入口.AT89C51是冯诺依曼结构,复杂结构指令,有5个中断入口.C8051是8051位内核的升级版单片机,扩展了很多模块,随着STC1...系列单片机的退出,优势也不在了.

孟连傣族拉祜族佤族自治县17299046435： C8051F系列单片机与80C51有何区别? - ？
辛贷济立： 80C51一般指普通的8051,就是我们常说的51, 相比之下C8051是非常高端的一种51(这么说是因为不管怎么样,它还是51,没有贬义..),价格也比较高,全兼容51,但片上资源相当丰富,具体可以看C8051的数据手册,基本上你能想到的能集成的,它都有了,原来是哪家公司的,名字记不清了,现在归silicon lab所有. 89C51一般指的是Atmel公司的AT89C51,同样也全兼容51,最初的卖点就是它的片上flash,感觉推广的很开.

孟连傣族拉祜族佤族自治县17299046435： c8051f340与89c51相比,哪个片子快 - ？
辛贷济立： c8051属于增强型51,速度比89C51快,和STC的增强型51速度差不多(都是1T单片机没具体测试过),c8051f340支持USB,功能比STC51强,就像ADC,STC自带AD都是8或者10位的,而C8051最大有24位的ADC.

孟连傣族拉祜族佤族自治县17299046435： 8051单片机,8031,89C51这些单片机区别在哪 - ？
辛贷济立： MCS51是指由美国INTEL公司(对了,就是大名鼎鼎的INTEL)生产的一系列单片机的总称,这一系列单片机包括了好些品种,如8031,8051,8751,8032,8052,8752等,其中8051是最早最典型的产品,该系列其它单片机都是在8051的基础上进行...

孟连傣族拉祜族佤族自治县17299046435： 单片机8051与80C51之间有什么区别？
辛贷济立： 80C51耗电很小.属于低功耗的

孟连傣族拉祜族佤族自治县17299046435： 89C2051与C8051在连接电路时有什么不同 - ？
辛贷济立： 89C51还是采用老是的C51结构,用的是老的IO形式,也就是经典书上都有.而新华龙C8051可以进行对IO的配置,这个配置是很重要.可以对其功能口进行配置.而且C8051 IO可以设置为3种状态.分别为输出,正常的IO和 低功耗形式.这样如果光用于输出的可能输出更大的电流

孟连傣族拉祜族佤族自治县17299046435： ＂C8051＂与 ＂80C51＂单片机有什么区别?哪些款比较好 - ？
辛贷济立： 它们,是有些差异.楼主问这问题,显然是,不知道这些差异.对于初学者,一般,也不会不涉及这些差异.对于初学者,可以认为它们,都是一样的.另外,楼主应该先说明一下,什么是《好》.

孟连傣族拉祜族佤族自治县17299046435： 菜鸟关于单片机的选用 - ？
辛贷济立： 如果有一点点基础的话建议用MSP430,AD转换/超低功耗,编程方便,速度合适(最高8m);8051和8951几乎没什么区别,因为这个型号在中国扎根很久,应用广泛,有很多的例程,经验供参考,很适合学习,但它毕竟只是低等单片机,做传感不知道能不能胜任.AT的没有接触过.个人建议学习MSP430吧,也有不少专门的学习网站供交流.