單片機常見問題回答

1、振蕩器問：內(nèi)部時鐘振蕩器是否穩(wěn)定？是否可以用于產(chǎn)生波特率的時基？答：不同器件的內(nèi)部時鐘振蕩器的精度是不同的（20%）。隨電源電壓變化，它也將發(fā)生變 化（6.5%/V）。但基本不隨溫度變化（14、切換到外部振蕩器。注意：振蕩器頻率的選擇，即OSCXCN寄存器的配置（外部振蕩器頻率控制位的設(shè)置）。關(guān) 于更多的信息以及源代碼可以參看應(yīng)用筆記AN002配置內(nèi)部和外部振蕩器。應(yīng)用筆記可 以從我公司網(wǎng)站下載： HYPERLINK 問：C8051F MCU的指令執(zhí)行速度為多少？答：C8051F MCU的CIP-51內(nèi)核采用流水線結(jié)構(gòu)，與標(biāo)準(zhǔn)的8051結(jié)構(gòu)相比，指令執(zhí)行速度 有很大的提高。標(biāo)準(zhǔn)的8051單片機

2、執(zhí)行一個單周期指令需要12個系統(tǒng)時鐘周期，而C8051 F MCU執(zhí)行一個單周期指令只需要一個系統(tǒng)時鐘周期。如果系統(tǒng)時鐘頻率為25MHz，執(zhí)行一 個單周期指令所需時間為40ns。問：切換外部晶振時應(yīng)注意哪些問題？答：首先要允許外部振蕩器，但此時的系統(tǒng)時鐘源仍應(yīng)是內(nèi)部時鐘，直到外部振蕩器穩(wěn)定后， 才可將系統(tǒng)時鐘源切換到外部振蕩器上，否則會出現(xiàn)切換不過去，系統(tǒng)死機的情況。問：使用外部晶振應(yīng)注意哪些問題？答：1、所有的模擬和數(shù)字電源引腳都應(yīng)接電源（2.73.6V）；2、C8051F3xx系列器件的晶振引腳間應(yīng)跨接一個10M電阻（在新華龍網(wǎng)站的“主頁”一“原 理圖/PCB庫”中有C8051F系列單片機

3、的典型接線圖）；3、晶振、電容等相關(guān)器件盡量靠近單片機的晶振引腳。問：系統(tǒng)時鐘切換到外部時鐘后，內(nèi)部的時鐘是否應(yīng)關(guān)閉？答：可以選擇關(guān)閉或不關(guān)閉，但是從降低功耗的角度來說，應(yīng)該關(guān)閉。問：系統(tǒng)時鐘可不可以在程序中隨時切換？答：可以，但是由內(nèi)部再一次切換到外部時應(yīng)按照技術(shù)問答2所介紹的步驟進(jìn)行切換。問：使用外部晶振時如何配置芯片的引腳？答答：對于芯片上有固定晶振引腳的設(shè)備（例如C8051F02X）；相應(yīng)時鐘輸入引腳按選擇的晶 振模式自動分配引腳；對于晶振引腳與GPIO共用的芯片（例如C8051F30X）；晶振引腳要按下述方式進(jìn)行設(shè)置：（1）.外接晶體體時；XTAL1與XTAL2都要配置為模擬輸入（2

4、）,外接振蕩電路為“RC”或“C”方式時，XTAL2引腳要配置為模擬輸入（3）.外接CMOS時鐘電路時，XTAL2引腳要配置為數(shù)字輸入,以上幾種方式在引腳的配置中都要使用跳過功能將此引腳跳過問：外接晶振的最高頻率是多少？答：外接晶振的最高頻率是30MHz；模數(shù)轉(zhuǎn)換問：從上電（或退出掉電模式）到ADC穩(wěn)定開始轉(zhuǎn)換需要多長時間？答：模擬建立時間也就是等待參考電平穩(wěn)定的時間。它取決于接在VREF引腳的電容容量。此電容越大VREF的噪音就越小，ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果的噪音也就越小。如果用4.7p F電容，則穩(wěn) 定時間大約為2ms，如果無旁路電容（不推薦），穩(wěn)定時間大約為10p S。注意：在開始轉(zhuǎn)化之前，需要一

5、個1.5p S的跟蹤時間，這也就決定了 ADC多路轉(zhuǎn)換開關(guān)（M UX）的切換速度。問：ADC的最大輸入電壓及輸入阻抗？答：ADC的最大輸入電壓為VREF，它的輸入電壓范圍是0V-AV+/VDD。輸入電容為10pF；輸入阻抗等價于一個5kQ電阻和一個10pF電容的串聯(lián)。請參考應(yīng)用筆記AN019計算開關(guān)電容ADC的建立時間”。問：ADC可編程窗口檢測器有什么用途？答：ADC可編程窗口檢測器在很多應(yīng)用中非常有用。它不停地將ADC輸出與用戶編程的限制 量進(jìn)行比較，并在檢查到越限條件時通知系統(tǒng)控制器，這在中斷驅(qū)動的系統(tǒng)中尤其有效，既 可以節(jié)省代碼空間和CPU帶寬又能提供快速響應(yīng)的時間。問：為了使ADC或

6、DAC具有更好的性能，是否應(yīng)在VREF引腳接電容？答:推薦在VREF引腳接一個0.川F的陶瓷電容器與一個大的電容（典型為4.7p F鉭電容）。 在VREF引腳加電容是為了降低VREF的噪聲。因為VREF的噪聲越小，ADC或DAC轉(zhuǎn)換結(jié)果 的噪聲也就越小。且這兩個電容在PCB板上應(yīng)盡可能離VREF引腳近。問：內(nèi)部參考電平是否可以用于外部電路的參考？答：可以，你可以用VREF信號作為輸出驅(qū)動其它電路（像放大器的偏置電壓等）。注意，V REF引腳只能提供源電流，也就是說，要有負(fù)載接地使電流流出C8051器件。例如，如果你 將VREF連到OP運放的（+）節(jié)點，你要加一個下拉電阻對地（24K左右）將電流

7、限制在100p A。問：如果測試的模擬輸入電壓范圍是0-5V怎么辦？答：因為模擬輸入（AINx）引腳不能承受5V電壓，任何引腳在任何情況下（不管ADC或PGA 的設(shè)置如何）必須使其輸入 電壓保持在AGND和AV+之間，這是為了避免沉（或源）電流通 過ESD保護(hù)裝置。為了測試0-5V范圍的信號，必須使信號衰減（衰減到AV+以下）才能進(jìn) 入到ADC輸入。當(dāng)使用外部VREF時，要求VREF的最大值比AV+小300mV。問：F02x器件內(nèi)部有PGA （可編程增益放大器）可以對輸入模擬信號進(jìn)行放大。其中的一個 放大倍數(shù)為0.5倍。是否意味著我可以外接+GV的模擬輸入電壓，經(jīng)過0.5倍的放大變成3 V輸入

8、到AINx呢？答：請注意：任何模擬引腳（數(shù)據(jù)IO 口和VDD引腳除外）的最大輸入電壓為-0.3V到VDD+ 0.3V。如果超出此范圍可能造成器件永久損壞。在單端輸入方式，有兩個限制因素如下：1、AIN輸入電壓必須在AGND和AV+之間以避免吸/源電流流過ESD保護(hù)器件。2、AIN電壓必須在AGND和（VREF / GAIN）之間。假設(shè)一個12位的ADC，AINx引腳的輸入 電壓小于AGND，結(jié)果將是0 x000；如果輸入電壓大于（VREF / GAIN），結(jié)果將是0 xFFF。例如，使用外部1.25V參考，PGA增益為0.5,允許的電壓輸入范圍是0V到（1.25V / 0.5=2.5V）。問：

9、如何提高系統(tǒng)的ADC的性能？答：第一、將模擬電源和數(shù)字電源分開，可以使用比較簡單的方法，如在模擬電源和數(shù)字電 源之間加簡單的濾波。第二、將模擬地和數(shù)字地分開，并在電源附近通過磁珠連接。第三、制板時，大面積覆銅。第四、未使用到的模擬引腳要接地。第五、為了確保參考電壓的穩(wěn)定，參考電壓引腳一定要接去耦電容。第六、模擬信號的輸入電壓范圍是0-VDD，如果模擬輸入的外圍有可能侵入高電壓（超過芯 片的極限允許范圍），就要采取保護(hù)措施（如加兩個肖特級二極管）。如果模擬輸入會有瞬 間過電流，也要加限流保護(hù)。問：如果使用內(nèi)部參考源，C8051F020/F021的參考電壓引腳如何連接？答：C8051F020/F0

10、22 共有 4 個參考電壓引腳，VREF，VREF0，VRFE1 和 VREFD。允許 ADC 和 D AC使用一個外部電壓基準(zhǔn)或片內(nèi)電壓基準(zhǔn)。通過配置VREF0CF基準(zhǔn)電壓控制寄存器，ADC0 還可以使用DAC0的輸出作為內(nèi)部基準(zhǔn)，ADC1也可以使用模擬電源作為電壓基準(zhǔn)。內(nèi)部基準(zhǔn) 電壓必須通過VREF引腳連接到芯片內(nèi)部。所以當(dāng)您的系統(tǒng)中使用到內(nèi)部基準(zhǔn)電壓時，必須 確保VREF與VREF0，VREF1，VREFD （全部或部分）引腳的連接。C8051F021/F023共有兩個參考電壓引腳，VREFA和VREF。如果ADC0和ADC1使用內(nèi)部參考 源，必須將VREFA與VREF引腳連接。注意：如

11、果使用ADC或DAC，則不管電壓基準(zhǔn)取自片內(nèi)還是片外，REF0CN寄存器中的BIASE 位必須被置為邏輯1。問：為什么在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時測得的數(shù)據(jù)跳變很大？答：當(dāng)輸入信號有干擾脈沖、ADC的轉(zhuǎn)換時間太短、在通道切換后通道還沒有穩(wěn)定就開始轉(zhuǎn) 換等原因都會導(dǎo)致轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)跳變大，請仔細(xì)檢查以上三點并做相應(yīng)的處理就可以解決此 類問題。問：在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時所測得的數(shù)據(jù)與計算所得的數(shù)據(jù)相差很大，但跳變不大，為什么？ 答：1、計算時所用的基準(zhǔn)電壓是多少，如果用的是內(nèi)部基準(zhǔn)，把內(nèi)部基準(zhǔn)電壓通過交叉開 關(guān)分配到芯片引腳上，再進(jìn)行測量；2、換別的通道轉(zhuǎn)換看是否正常。問：ADC的單端輸入與差分輸入的區(qū)別？答答：

12、在單端方式工作時；ADC轉(zhuǎn)換的是單輸入引腳對地的電壓值；在增益為1時，測量的 值就是輸入的電壓值；范圍是0V到VREF；當(dāng)增益增加時，輸入的范圍要相應(yīng)的減小； 在差分方式工作時；ADC轉(zhuǎn)換的是AIN+與AIN-兩個引腳的差值；在增益為1時，測量的值 等于（AIN+）-（AIN-），范圍是-VREF到+VREF；當(dāng)增益增加時，輸入的范圍要相應(yīng)的減小。注意：在差分方式時所提的負(fù)壓是指AIN-引腳的電壓大于AIN+引腳的電壓，實際輸入到兩 個引腳的電壓對地都必需是正的；例如:如果AIN+引腳輸入的電壓為0V，AIN-引腳的輸入電 壓為1/2VREF時，差分的輸入電壓為（0V-1/2VREF） = -

13、1/2VREF。端口問：器件IO 口的吸收（sink）電流和源（source）電流是多少？答：IO 口的沉電流和拉電流的極限參數(shù)為100mA （但是此時已經(jīng)不能保證端口的正常邏輯關(guān) 系了）。具體的參數(shù)請參考datasheet的端口 IO部分的“端口 I/O直流電氣特性”。問：端口是否要加保護(hù)？答：在端口電流瞬間跳變的情況下，建議加限流電阻進(jìn)行保護(hù)。另外如果端口可能有超過極 限電壓范圍的瞬變電平侵入，也要加瞬態(tài)保護(hù)。（瞬態(tài)保護(hù)的通常方式為接入TVS器件） 問：C8051F系列單片機的IO 口與傳統(tǒng)8051單片機相比有什么區(qū)別？答：C8051F系列單片機的IO 口全部為三態(tài)雙向口（而傳統(tǒng)8051單

14、片機P1、P2、P3 口為 準(zhǔn)雙向口），內(nèi)部有弱上拉可禁止（傳統(tǒng)8051單片機固有），可配置為開漏輸出和推挽輸 出（傳統(tǒng)8051單片機只有開漏輸出）。片內(nèi)數(shù)字資源要通過數(shù)據(jù)交叉開關(guān)（crossbar）按一定的優(yōu)先級配置到IO引腳（C8051F 2xx系列除外，而傳統(tǒng)8051單片機不具備這一功能）。IO 口的配置更加靈活。問：C8051F系列單片機電源電壓全部為2.7-3.6V，那么是否有與5V系統(tǒng)接口的比較簡單的 解決方案？答：所有IO 口允許5V （極限值為5.8V）輸入，但是輸出高電平為VDD。如果與5V系統(tǒng)接 口，最簡單的方法是開漏輸出并在輸出端加接5V上拉，關(guān)鍵是上拉電阻的選擇。具體參

15、考 應(yīng)用筆記AN011 在5V系統(tǒng)中使用C8051Fxxx”。建議：如果可能，請盡量選用供電電壓兼容的芯片，這是一種最理想的選擇。問：模擬引腳能否簡單地用于數(shù)字I/O?答：如果模擬引腳是獨立的是不可以的。但是如果模擬引腳和數(shù)字IO是復(fù)用的，是可以通 過SFR的設(shè)置來完成配置。問：C8051F020/022 的 p4-p7 口和 p0-p3 口 有什么不同？答：P0-P3 口復(fù)位時為通用口，可通過Crossbar （數(shù)據(jù)交叉開關(guān)）寄存器按優(yōu)先級設(shè)置成第 二功能。而P4-P7 口是通用口，另外P4-P7寄存器不能位尋址。問：如果通過Crossbar寄存器使能并分配為P0.0和P0.1引腳，那么，我

16、還可以用這兩個 引腳為通用I/O嗎？答：如果你通過Crossbar使能一個外設(shè)，如UART，那么這個外設(shè)將控制這些引腳的輸出 狀態(tài)（邏輯高/邏輯低）。你可以在任何時刻讀引腳的狀態(tài)，與Crossbar控制與否無關(guān)。當(dāng)被禁止時，大部分外設(shè)的輸出引腳被置為高阻態(tài)（UART 口是一個很好的例子）。因為U ART收發(fā)器無明確的禁止態(tài)，你可將相應(yīng)的引腳置成開漏輸出模式，也可以達(dá)到相同的結(jié)果， 因為UART收發(fā)器在空閑時引腳為邏輯1?？偟膩碚f，Crossbar置配后在末使用時的外設(shè)引腳可以用于數(shù)據(jù)輸入，但不能作為數(shù)據(jù)輸 出。其它器件，如F3xx系列，口引腳可通過Crossbar重新聲明”且用于GPIO引腳對

17、器 件管腳無影響，因為這些器件具有“引腳跳過”（PIN SKIP）特性。問：IO 口的開漏和推挽輸出如何使用？ 答：將端口引腳置成推挽輸出方式，這將使能端口引腳驅(qū)動器?？傮w上來講，數(shù)據(jù)輸入端口 引腳置成開漏方式、數(shù)據(jù)輸出端口引腳置成推挽方式。當(dāng)引腳用于輸出連接上拉電阻（也就 是說當(dāng)與5V系統(tǒng)接口時）時配置成開漏輸出。問：引腳P1.4P1.7中斷如何使用？答：如果外部中斷（EX4EX7）使能且相應(yīng)的引腳P1.4P1.7變低（可以是外部輸入信號、 寫輸出端口鎖存或是Crossbar定義的外設(shè)啟動的事件）。那么中斷標(biāo)志（PRT1IF.n）將置 位，如果全局中斷使能，將產(chǎn)生一個中斷。中斷邏輯檢測本身的邏輯狀態(tài)，與