增强型51系列单片机W77E58的存储器访问

2006-05-07 15:49:37来源: 国外电子元器件

系列单片机,文中介绍了W77E58对存储器访问的特点,并举例给出多种有关的应用程序实例。

51单片机提高了1.5~3倍(平均2.5倍)。如果以时钟/机器周期等于4为正常工作方式,那么时钟/机器周期等于1024就可以认为是经济模式了。W77E58为全静态CMOS设计,其工作时钟最高为40MHz,最低可以为0,因此W77E58可以工作在空闲方式和掉电方式。

    W77E58片内的可多次编程的程序存储器为32kB,还具有1kB的片内数据存储器。在大程序量和稍大数据量的应用时,W77E58不需要扩展外部程序外储器和数据存储器,因而可为用户节省出较多的I/O线。为了方便程序对数据的操作,W77E58增加了一个数据指针(DPTR1)和一条指针运算指令(DEC DPTR)。

    W77E58还另外增加了一个串口中,因而它具有两个全双工的串行接口,从而大大增强了其在通信方面的能力。值得注意的是,W77E58新增的串行口只能以Timer1做波特率发生器。此外W77E58还增加了一个片内的看门狗。

1 W77E58的程序存储器

    W77E58对程序存储器的寻址能力为64kB。片内程序存储器的使用和8052基本相同,区别是程序存储器的容量由8kB增加到32kB。如果访问程序存储器的地址超出了32kB,则W77E58自动寻址外部的程序存储器,这时端口P0和P2将参与访问操作。使用MOV C指令可以访问存放在片内程序存储器中的数据。

    下面是访问程序存储器中数据的C语言程序。

    程序1:访问程序存储器中数据的方法

    unsigned char code * code message [ ]={ /*程序存储器数据的初始化*/

    “r”,

    “W77E58 C51 Program”,

    “Written by Hu You Nong”,

    “1999-7”,

    };

    unsigned char code seg-table [ ] ={0x3f,0x06,0x6b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d};

    x=seg-table[2]; /*程序存储器数据的引用*/

2 W77E58的数据存储器

    W77E58对数据存储器的寻址能力为64kB,与传统51系列芯片不同的是:W77E58增加了1kB的片内SRAM,位于地址0000H~03FFH之间,对此存储器的访问只能用MOVX指令。由于片内SRAM与片外扩展SRAM共同使用0000H~03FFH同一个地址空间,且都用MOVX指令访问,因此具体访问到哪个存储器还需通过设置有关SFR来决定。然而,当寻址超出3FFH后,W77E58将自动访问片外SRAM,这时端口P0和P2将参与访问操作。此外,W77E58还具有标准的256B的RAM,访问这256RAM的方法与普通8052系列CPU的操作相同。方法是:对低128B(00H~7FH)RAM的访问可以使用直接寻址或间接寻址的指令,但用直接寻址的指令读写高128B(80H~FFH)RAM时,访问的是SFR,用间接寻址的指令读写高128B(80H~FFH)RAM时,访问的是数据存储单元。

    图1是W77E58数据存储器的结构示意图:

    下面是访问数据存储器的C语言程序。

    程序2:访问数据存储器的方法

    #define mem ((unsigned char xdata)0x0) /*定义数据指针,片内或片外*/

    PMR 1 =1; /*选择片内SRAM*/

    Mem[12]=0x34; /*数据0x34存入片内SRAM地址为12的单元中*/

    Mem[1200]=0x56; /*由于地址超出1FFH,数据0x56存入片外SRAM*/

    PMR &=0xfe; /*选择片外SRAM*/

    Mem[12]=0x78; /*数据0x78存入片外SRAM地址为12的单元中*/

3 W77E58双数据指针的应用

    与标准的8052相同,W77E58也使用MOVX指令访问外部数据存储器。MOVX指令有两种:MOVX@Ri和MOVX@DPTR。用MOVX@Ri指令对数据存储器进行访问时,16位的寻址地址由两部分组成,其中地址的低8位存在Ri中,而地址的高8位由P2口提供。 用MOVX@DPTR指令对数据存储器进行访问时,16位地址全部由数据指针DPTR提供。

    W77E58有两个数据指针,一个是所有51系列CPU所共有的DPTR,另一个是W77E58增加的DPTR1。用MOVX@DPTR对数据存储器访问时,究间是DPTR起作用,还是DPTR1起作用,应由数据指针选择位DPS来决定。当DPS=0时,DPTR有效;DPS=1,DPTR1有效。改变DPS的最快捷的方法是使用INC指令。

    下面的程序段是使用两个数据指针进行数据块移动的例子,我们可以发现两个数据指针的使用为程序编写带来了极大方便。

    程序3:两个数据指针的应用

    MOV R2,#CNT ;R2是循环变量,装入需要移动的字节数

    MOV DPS,#00H ;清除DPS,使DPTR有效

    MOV DPTR,#DHDL ;DPTR中装入块移动的目的地址

    INC DPS ;设置DPS,使DPTR1有效

    MOV DPTR,#SHSL ;DPTR中装入块移动的源地址

    LOOP:

    MOVC A,@DPTR ;从源地址中取数据

    INC DPTR ;源地址+1

    DEC DPS ;清除DPS,使DPTR有效

    MOVX @DPTR,A ;数据存入目的地址

    INC DPTR ;目的地址+1

    INC DPS ;设置DPS,使DPTR1有效

    DJNZ R2,LOOP ;循环直到所有移动操作完成

    在进行块长度为50的数据移动时,如果用标准的8052,需要15720个机器周期;如果用W77E58和一个数据指针,则需要5240个机器周期;而上例中W77E58使用两个数据批针,因而只需要3048个机器周期就可以了。很明显,随着数据块的增大,节省时间的效果将更加明显。

4 访问外部数据存储器的时间

    标准8052的MOVX指令运行时间固定为2个机器周期,而W77E58的MOVX指令运行时间则可以由软件选择。时钟控制字节CKCON中的MD2~MD0用以选择MOVX的机器周期和读写脉冲的宽度。具体数据如表1所列。

表1 具体数据

MD2 MD1 MD0 机器周期 RD或WR脉宽(时钟) RD或WR脉宽(时钟25MHz) RD或WR脉宽(时钟40MHz)
0 0 0 2 2 80ns 50ns
0 0 1 3(缺省) 4 160ns 100ns
0 1 0 4 6 320ns 200ns
0 1 1 5 12 480ns 300ns
1 0 0 6 16 640ns 400ns
1 0 1 7 20 800ns 500ns
1 1 0 8 24 960ns 600ns
1 1 1 9 28 1120ns 700ns

5 关于SFR

    SFR在位于地址c4h处的PMR格式为:

PMR,地址:c4h

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
CD1 CD0 SWB / XTOFF ALE OFF / DME0

    其中CD1,CD0为机器周期选择。改变机器周期时应先将机器周期改为时钟除4,然后再改为其它选择。如果把机器周期从时钟除64改为除1024,应先将除64改为除4,再从除4改为除2024,参见表2。

表2 机器周期选择

CD1 CD0 时钟/机器周期
0 0 保留
0 1 4
1 0 64
1 1 1024

    SWB:机器周期切回允许位。如SWB=1,当外中断或串行口激活时,强行选择机器周期为时钟除4,设置CD1=0,CD0=1。

    XTOFF:晶体振荡器禁止位。当CPU使用RC振荡器时,设置该位禁止外部晶体振荡器。

    若ALE_OFF=1:则片内程序区和数据区寻址时禁止ALE输出;若ALE-OFF=0:则允许ALE输出。

    在DME0=0时:选择片外SRAM,DME0=1:选择片内SRAM。

    SFR在地址8Eh处的CKCON格式如下:

CKCON,地址:8Eh

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
WD1 WD0 T2M T1M T0M MD2 MD1 MD0

    其中,WD1,WD0为看门狗模式选择,见表3。

表3 看门狗模式参数选择

WD1 WD0 中断时间 复位时间
0 0 2 17 2 17+512
0 1 2 20 2 20+512
1 0 2 23 2 23+512
1 1 2 26 2 26+512

    T2M、T1M和T0M:分别为定时器2、1和0时钟选择。为0:计数脉冲为时钟除4;为1:计数脉冲为时钟除12。

    MD2~MD0:MOVX指令运行时间选择。

关键字:系列  单片机  存储器  访问

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