标签: WS51F0030

1 WS51F0030 概述 WS51F0030 系列芯片是基于增强型 1T 8051 内核的 8 位微控制器，指令完全兼容传统 8051 ，而运行速度比 传统 8051 快 10 倍。 WS51F0030 集成 16KB Flash 、 2KB 可编程 Boot Loader 、 1KB SRAM 、 128B 独立 EEPROM 、 1 个 高精度 OP 、 12 通道 12 位精度带 PGA 的 SAR-ADC 、 3 对 6 通道 16 位互补输出支持电机驱动的 PWM 、 1 对 2 通道支持互补输出和灯带功能 PWM 、 4 个通用定时器、 1 路蜂鸣器输出、 2 个 UART 、 1 个 I2C 、 1 个 SPI 、 16MHz 内部 RC 振荡器、 32.768KHz 外部晶振、 18 个 GPIO 等资源。为了提高芯片可靠性， WS51F0030 还集成了上电掉电复位， 8 级可选电压低电压检测（ LVD ），低功耗独立看门狗计数器（ WDT ）、自唤醒定时器（ WKT ）等模块。 WS51F0030 具有非常优异的抗干扰能力和低功耗特性，非常适合用在玩具、小电机、家用照明、无线通讯等物联网工业控制 及消费电子领域。 2 WS51F0030 特性 n 工作电压： 2.0V-5.5V n 工作温度： -40-+105 ℃ n 封装类型： TSSOP20 n 内核： 增强型 1T 8051 n 工作频率： 16MHz n Flash ROM ： 16K Bytes ， 10 万次擦写 n Boot Loader ： 2K Bytes ， 10 万次擦写 n EEPROM ： 128 Bytes ，单字节操作无需擦， 10 万次写入 n SRAM: 内部 256 Bytes ，外部 1K Bytes n 时钟（ 3.3V@25 ℃） l 外部低速晶体振荡器 LOSC ： 32.768KHz l 内置 RC 振荡器 LRC ： 32KHz ，可调精度± 1% l 内置 RC 振荡器 HRC ： 16MHz ，可调精度± 1% n 中断 l 9 个有效中断源，两级中断优先级 l 6 个外部中断，支持键盘中断，可配置任意引脚输入，支持上沿 / 下沿 / 双沿触发 n IO 端口 l 18 个通用 GPIO 口 l 持推挽 / 开漏 / 上拉 / 下拉 / 高阻等模式 l 上拉可选 60KΩ 或 10KΩ ，下拉为 15 KΩ l 推电流支持 25mA, 灌电流 60mA n 定时器 l 4 个 16 位通用定时器 0/1/2/3 ，兼容标准 8051 n 脉宽调制（ PWM ） l 4 对 8 通道 16 位 PWM ，其中 3 对 PWM 支持电机驱动功能，另外 1 对支持支持 2 路 PWM 灯带输出功能 l 可选时钟源，可直接输出内部时钟，支持任意配置周期和占空比 l 支持互补输出和死区控制 l 支持中心对齐和边沿对齐输出模式（电机驱动 PWM ） l 支持故障刹车和输出掩码控制（电机驱动 PWM ） n 蜂鸣器（ BUZZER ） l 1 路蜂鸣器输出，可选工作时钟 n 通用串行接口（ UART ） l 2 个 UART 接口： UART0 和 UART1 ，兼容标准 8051 n SPI 接口（ SPI ） l 支持主从模式，速度可达 1/4 Fsys （系统时钟） n I2C 接口（ I2C ） l 内置 1 路 I2C 接口，支持主从模式，支持标准 / 快速 / 高速模式 n 看门狗（ WDT ） l 15 位看门狗定时器，计数时钟为 LRC 时钟 l 8 位调节精度 , 调整范围为 7.8125ms-1s l 可配置看门狗产生复位或中断 n 自唤醒定时器（ WKT ） l 可选中断时间为 3.90625ms~1s ，支持中断唤醒 n 低电压检测（ LVD ） l 8 级电压检测 1.8/2.0/2.4/2.8/3.0 /3.4/3.7/4.2V l 可设置低电压复位或中断 n 运算放大器（ OP ） l 1 个支持修调的高精度运放 l 可接外部电阻放大，也可内部放大 2/4/6/8/10/12/14/16/20/24/32/64/96/128 倍 l 可单独使用，也可给 ADC 前端放大用 n 模数转换器（ ADC ） l 12 通道 12 位精度 SAR-ADC ，转换速度可达 1MHz l 内置 PGA ，支持放大 1/2/4/6/8/10/12/15/20 倍，支持缩小 1/4 、 1/3 和 1/2 倍 l 内置 1/4 * VDD5 通道和 VSS 通道 l 支持比较器功能 n 芯片复位 l 支持硬复位、软复位、看门狗复位、 LVD 复位和上电 / 掉电复位 n 程序加密及保护 l 内置程序读保护 l 内置程序 ID 加密保护功能 n 程序下载和仿真 l 支持 ISP 和 IAP ， IAP 可配置大小 l 支持在线仿真功能 n 低功耗 l IDLE 模式低电流 4.5uA l STOP 模式低电流 1.8uA l 内部 LRC 运行功耗 6uA l 16Mhz@5V 运行典型功耗 1.5mA n 抗干扰特性 l ± 4KV l ± 8KV l 200mA

1 产品信息 1.1 产品资源 1.2 WS51F0030 管脚定义 封装类型： TSSOP20 2 WS51F0030 总体架构 2.1 8051 内核 2.1.1 简介 标准 8051 即 MCS-51 为 12 周期的 8051 CPU ，而 WS51F0030 系列芯片采用的是单周期 8051 CPU ，完全兼容 MCS-51 指令集。 2.1.2 寻址方式 8051 的内核寻址方式有：立即寻址、直接寻址、间接寻址、寄存器寻址、相对寻址、变址寻址和位寻址。 立即寻址 立即寻址是在指令操作数中直接给出参与运算的操作数，指令举例如下： MOV A, #60H （这条指令把 60H 直接送到累加器 A ） 直接寻址 直接寻址指令操作数给出的是参与运算操作数的地址。直接寻址方式只能用于特殊功能寄存器、内部数据区和位地址空间，而特殊功能寄存器和位地址空间只能用直接寻址方式访问。指令举例如下： ANL 50H ， #91H （把 50H 单元中的数与 91H 相“与”，结果存放在 50H 单元中，其中 50H 为内部 RAM 的地址） 间接寻址 间接寻址采用 R0 或 R1 前添加” @ ”符号来表示。假设 R1 中的数据是 40H ，内部数据存储器 40H 单元的数据为 55H ，则指令为 MOV A ， @R1 （把数据 55H 传送至累加器 A ） 寄存器寻址 寄存器寻址对选定的工作寄存器 R7-R0 、累加器 A 、通用寄存器 B 、地址寄存器和进位 C 中的数进行操作，其中寄存器 R7-R0 由指令码的低 3 位表示， ACC 、 B 、 DPTR 及进位 C 隐含在指令码中。因此，寄存器寻址也包含一种隐含寻址方式。工作寄存器工作区由状态寄存器 PSW 的 RS1 、 RS0 决定。指令操作数的寄存器均指当前工作区的寄存器。 INC R0 （ R0 中的数据 +1 写回 R0 ） 相对寻址 相对寻址是将程序计数器 PC 中的当前值与指令第二字节给出的数相加，其结果作为转移指令的 转移地址。转移地址也成为转移目的地址， PC 中的当前值成为基地址，指令第二字节给出的数成为偏移量。由于目的地址是相对于 PC 中的基地址而言，所以这种寻址方式成为相对寻址。偏移量为带符号的数，所能表示的范围为 +127--128 。这种寻址方式主要用于转移指令。 JC $+50H （表示若进位位 C 为 0 ，则程序计数器 PC 中的内容不改变，即不转移。若进位位 C 为 1 ，则以 PC 中的当前值及基地址，加上偏移量 50H 后得到的结果作为该转移指令的目的地址） 变址寻址 在变址寻址方式中，指令操作数制定一个存放变址基址的变址寄存器。变址寻址时，偏移量与变址基值相加，其结果作为操作数的地址。变址寄存器有程序计数器 PC 和地址寄存器 DPTR 。 MOVC A ， @A+DPTR （表示累加器 A 为偏移量寄存器，其内容与地址寄存器 DPTR 中的内容相加，其结果作为操作数的地址，取出该单元中的数送入累加器 A 中） 位寻址 位寻址是指对一些可进行位操作的内部 RAM 和特殊功能寄存器进行位操作时的寻址方式。在进行位操作时，借助于进位位 C 作为位操作累加器，指令操作数直接给出该位的地址，然后根据操作码对该位进行位操作。 MOV C ， 20H （将地址为 20H 的位操作寄存器值送入进位位 C 中） 2.1.3 寄存器描述 程序计数器 PC 程序计数器 PC 寄存器为 16 位，是专门用来控制指令执行顺序的寄存器，它没有寄存器地址。单片机上电或复位后， PC 值为 0 ，单片机从零地址开始执行程序。 累加器 ACC 累加器 ACC 是一个常用的专用寄存器，指令系统中采用 A 作为累加器的助记符，常用于存放算术或逻辑运算的操作数及运算结果。 通用寄存器 B B 在乘除法运算中需要和 ACC 配合使用。 MUL AB 指令把 ACC 和 B 中 8 位无符号数相乘，所得的 16 位乘积的低字节存放在 A 中，高字节存放在 B 中。 DIV AB 指令用 B 除以 A ，整数商存放在 A 中，余数存放在 B 中。寄存器 B 还可以用作通用暂存寄存器。 堆栈指针 SP 堆栈指针 SP 是一个 8 位专用寄存器。它指示出堆栈顶部在内部 RAM 块中的位置。系统复位后， SP 初始化位 07H ，使得堆栈事实上由 08H 单元开始，考虑 08H-1FH 单元分别属于工作寄存器组 1-3 ，若在程序设计中用到这些区，则 SP 改变为 80H 或更大的为宜。在程序调试中，经常出现堆栈溢出的情况，为了方便找到程序故障，设置了一个记录堆栈的寄存器 SPMAX ， 可以通过 Debug 接口读出，地址 0x1A 。 数据指针 DPTR 数据指针 DPTR0/DPTR1 是两个 16 位专用寄存器，它们的高位字节寄存器用 DP0H/DP1H 表示，低位字节寄存器用 DP0L/DP1L 表示，通过 DPS(PSW.1) 可选择使用 DPTR0/DPTR1 。每个 DPTR 既可以作为一个 16 位寄存器来处理，也可以作为 2 个独立的 8 位寄存器 DP0H/DP1H 和 DP0L/DP1L 来处理。 状态寄存器 PSW 状态寄存器 PSW 是 CPU 的状态寄存器。在 CPU 做算术运算或者逻辑运算时，对应的 PSW 状态位会发生改变。 2.3 存储器分布 WS51F0030 系列芯片内含 256B 内部 RAM 、 1KB 外部 RAM 、特殊功能寄存器 (SFR) 、 128B EEPROM 、 2KB NVR 和 16KB Flash ROM ，存储器地址分配如下： l 低 128B 的内部 RAM （地址： 00H - 7FH ）可直接寻址或间接寻址 l 高 128B 的内部 RAM （地址： 80H - FFH ）只能间接寻址 l 1KB 的外部 RAM （地址： 0000H - 03FFH ）可通过 MOVX 指令间接寻址，可映射到程序地址空间 8000H-83FFH ，也可直接作为程序空间 0000H-03FFH l 特殊功能寄存器 (SFR) （地址： 80H - FFH ）可直接寻址 l 扩展特殊功能寄存器 (XSFR) （从 8000H 开始），通过 MOVX 指令寻址 l 128B EEPROM 用于存储数据，不需要擦除操作，直接改写即可 l 2KB NVR 包含 16 个扇区，主要用于系统配置数据 l 16KB Flash ROM （地址： 0000H-3FFFH ），通过 MOVC 指令可访问