SM39R4051/SM39R2051

SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
描述.....................................................................................................................................................................................3
特征.....................................................................................................................................................................................3
各封装引脚配置...................................................................................................................................................................4
系统方框图 ..........................................................................................................................................................................5
管脚描述..............................................................................................................................................................................6
特殊功能寄存器(SFR) .........................................................................................................................................................7
功能描述： ..........................................................................................................................................................................9
1.
总特征.........................................................................................................................................................................9
1.1.
嵌入式程序存储器 .........................................................................................................................................9
1.2.
IO 口 ..............................................................................................................................................................9
1.3.
指令时钟周期选择 .........................................................................................................................................9
1.4.
复位 .............................................................................................................................................................10
1.4.1.
硬件复位功能..................................................................................................................................10
1.4.2.
软件复位功能..................................................................................................................................10
1.4.3.
Time Access Key register (TAKEY)................................................................................................10
1.4.4.
软件复位寄存器(SWRES) ..............................................................................................................11
1.4.5.
Example of software reset .............................................................................................................11
1.5.
时钟源 .........................................................................................................................................................11
2.
指令设置 ...................................................................................................................................................................12
3.
存储器结构 ...............................................................................................................................................................16
3.1.
程序存储器 ..................................................................................................................................................16
3.2.
数据存储器 ..................................................................................................................................................18
3.2.1.
数据内存-低 128 字节(00h to 7Fh) .................................................................................................18
3.2.2.
数据存储器-高 128 字节(80h to FFh) .............................................................................................18
4.
CPU 结构..................................................................................................................................................................19
4.1.
累加器 .........................................................................................................................................................19
4.2.
B 寄存器 .....................................................................................................................................................19
4.3.
程序状态字 ..................................................................................................................................................20
堆栈指针......................................................................................................................................................20
4.4.
4.5.
数据指针......................................................................................................................................................20
4.6.
数据指针 1 ...................................................................................................................................................21
4.7.
接口控制寄存器 ...........................................................................................................................................21
5.
GPIO ........................................................................................................................................................................22
6.
定时器 0 和定时器 1 ................................................................................................................................................24
6.1.
定时器/计数器模式控制寄存器(TMOD) .......................................................................................................24
6.2.
定时/计数控制寄存器(TCON) ......................................................................................................................25
6.3.
T0、T1 可配置性： ....................................................................................................................................25
7.
串行接口 0 ................................................................................................................................................................26
7.1.
模式 0 ..........................................................................................................................................................27
7.2.
模式 1 ..........................................................................................................................................................27
7.3.
模式 2 ..........................................................................................................................................................28
7.4.
模式 3 .........................................................................................................................................................28
7.5.
串行接口 0 的多重机通讯 ...........................................................................................................................28
7.6.
波特率发生器...............................................................................................................................................29
7.6.1.
串行接口 0 的模式 1 和 3................................................................................................................29
7.7.
波特率的时钟源 ...........................................................................................................................................29
8.
看门狗定时器............................................................................................................................................................30
9.
中断 ..........................................................................................................................................................................33
9.1.
优先权配置 ..................................................................................................................................................35
10.
电源管理单元 ...................................................................................................................................................36
10.1.
待机模式(空闲模式).................................................................................................................................36
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ISSFD-M056
1
Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
10.2.
停止模式..................................................................................................................................................36
IIC 功能 ...........................................................................................................................................................37
LVI –低压中断 ..................................................................................................................................................41
在系统编程(Internal ISP) .................................................................................................................................42
13.1.
ISP 服务程序 ..........................................................................................................................................42
13.2.
锁定位(N) ................................................................................................................................................42
13.3.
对 ISP 服务程序编程 ...............................................................................................................................42
13.4.
启动 ISP 服务程序...................................................................................................................................42
13.5.
ISP 寄存器– TAKEY, IFCON, ISPFAH, ISPFAL, ISPFD and ISPFC ......................................................43
工作环境............................................................................................................................................................................46
DC 电气特性 .....................................................................................................................................................................46
11.
12.
13.
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2
Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
特征
产品目录
SM39R4051W20, SM39R2051W20
描述
原来的 8052 有 12 时钟结构. 一个机器周期需要 12 个时
钟，大多数指令是一个或两个机器周期.因此，除了乘除和
DIV 指令, 8052 的每个指令使用 12 或 24 个时钟.此外，
8052 中的每个周期用了两个记忆提取.在许多情况下，第
二个是假的提取,和额外的时钟被浪费了.
该 SM39R4051 是一个快速的单芯片 8 位微控制器内核.
这是一个全功能的 8 位嵌入式控制器，执行所有 ASM51
指令，具有与 MCS - 51 相同的指令设置.
订货信息
Package
N
S
PDIP (300 mil)
SOP (300 mil)
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
SM39R4051ihhkL yymmv
i: 工艺标志{W = 2.7V ~ 5.5V}
hh: 封装脚位
k: 封装形式后缀{as table below }
L: 无铅标志
{无文字即含铅，”P” 即无铅}
yy: 年
mm: 月
v: 版本标志{ A, B,…}
Postfix
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
工作电压:2.7V ~ 5.5V
高速 1T 架构，最高可达 25MHz.
1~8T 模式可使用软件编程.
指令设置兼容 MCS-51.
内置 RC 振荡器，频率范围为 1MHz~24MHz
4K/2K 字节的片上闪存程序存储器
256 字节的标准的 8052 RAM
一个全双工通信的串行接口.附加鲍率产生器
两个 16-bit 的定时器/计数器（计时器 0, 1)
18 GPIOs(20L PDIP&SOP)，GPIOs 可选择四种型
态(准双向口、推挽、开漏、只输入)，默认准双向口(上
拉)
具有四级优先权的外部中断 0，1
可编程的看门狗定时器（WDT）.
一个 IIC 接口（主/从机模式）
片上闪存存储器支持 ISP/IAP/ICP 及 EEPROM 功
能.
ISP 服务程序存储空间设置为 N*256 byte (N=0 to 4).
片上在线仿真功能(ICE)及片上在线调试功能(OCD).
ALE 输出选择.
低电压中断/低电压复位(LVI/LVR ).
管脚 ESD 性能超过 4KV.
增强用户代码保护.
电源管理单元空闲及掉电模式.
Pin / Pad
Configuration
Page 4
Page 4
Contact SyncMOS : www.syncmos.com.tw
6F, No.10-2 Li- Hsin 1st Road , SBIP, Hsinchu, Taiwan
TEL: 886-3-567-1820 FAX: 886-3-567-1891
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3
Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
各封装引脚配置
SyncMOS
SM39R4051ihhNP
yymmv
(20L PDIP Top View)
SyncMOS
SM39R4051ihhSP
yymmv
(20L SOP Top View)
附注：
1. 管脚 Reset/P3.6 于出厂时设置为 RESET 脚，使用者需于上电时将此管脚置低。使用者可于刻录时将此管脚定义为一
般 I/O(P3.6)。
2. 为避免偶然的情况下进入 ISP 刻录状态(参考第 13.4 单元)，在上电时必须确保没有连续的脉冲信号在管脚 P3.0 及管脚
P1.5 必须置高。
3. 于使用 ICP 刻录功能时，用户如果定义管脚 SDA/P1.0 及 SCL/P1.1 为一般 I/O 使用，必须设计成双向 I/O。
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4
Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
XTAL2
XTAL1
MAX810
IIC_SCL
IIC_SDA
RESET
RXD0
TXD0
系统方框图
UART 0
IIC
SRAM
256Bytes
Port 1
Port 1
Port 3
Port 3
Port 4
Port 4
Timer 0/1
T0
T1
Flash 4KBytes
Watchdog
Interrupt
ICE
ICP
P1.1(clock)
P1.0(Data)
Interface control
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Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
管脚描述
20L
PDIP/SOP
1
代号
I/O
描述
RESET(default)/ P3.6
I/O
2
P3.0/RXD/#INT0/T0
I/O
3
P3.1/TXD/#INT1/T1
I/O
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
XTAL2/P4.0
XTAL1/P4.1
P3.2/#INT0
P3.3/#INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
VSS
P3.7
P1.0/SDA
P1.1/SCL
P1.2/T0
P1.3/T1
P1.4/#INT0/T0/RESET
P1.5/#INT1/T1
P1.6
P1.7
VDD
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I
复位(初始设定)& P3 口的位 6
P3 口的位 0 & 串行接口通道接收/发送数据 & (外部中断 0 or 计时器 0 外部
输入)
P3 口的位 1 &串行接口通道 0 数据传输或接收模式 0 时钟 & (外部中断 1 or
计时器 1 外部输入)
晶振输出& P4 口的位 0
晶振输入& P4 口的位 1
P3 口的位 2 & 外部中断 0
P3 口的位 3 & 外部中断 1
P3 口的位 4 & 计时器 0 外部输入
P3 口的位 5 & 计时器 1 外部输入
供电电源地
P3 口的位 7
P1 口的位 0 & ICE 和 ICP 功能的指令及数据输入
P1 口的位 1 & ICE 和 ICP 功能的时钟输入
P1 口的位 2 & 计时器 0 外部输入
P1 口的位 3 & 计时器 1 外部输入
P1 口的位 4 & (外部中断 0 or 计时器 0 外部输入 or 复位)
P1 口的位 5 & (外部中断 1 or 计时器 1 外部输入)
P1 口的位 6
P1 口的位 7
数位电源电压
特殊功能脚可依下表配置(可于特殊功能寄存器中选择)：
特殊功能脚
默认
选择 1
选择 2
选择 3
#INT0
6(P3.2)
2(P3.0)
15(P1.3)
16(P1.4)
#INT1
7(P3.3)
3(P3.1)
14(P1.2)
17(P1.5)
T0
8(P3.4)
14(P1.2)
16(P1.4)
2(P3.0)
T1
9(P3.5)
15(P1.3)
17(P1.5)
3(P3.1)
复位脚可依下表配置(可于 ICP 或 ISP 中选择 )：
标志
默认
选择 1
RESET
1
16
当使用片上硬件复位机制时,复位脚可配置为 P3.6。
当主系统时钟源设置为使用振荡器(时钟由晶振输入脚输入)或片内 RC 振荡器,晶振输出脚可于 ICP 或 ISP 中选择配置为
P4.0。
当主系统时钟源设置为片内 RC 振荡器, 晶振输入脚可于 ICP 或 ISP 中选择配置为 P4.1。
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Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
特殊功能寄存器(SFR)
特殊功能寄存器分布图如下所示：
Hex\Bin
F8
X000
IICS
F0
E8
E0
B
P4
ACC
X001
IICCTL
ISPFAH
D8
D0
C8
C0
B8
X010
IICA1
X011
IICA2
ISPFAL
P3M0
ISPFD
P3M1
PSW
IRCON
IEN1
IP1
B0
A8
A0
P3
IEN0
98
S0CON
S0BUF
90
88
80
Hex\Bin
P1
TCON
AUX
TMOD
SP
X001
X101
IICEBT
X110
LVC
Bin/Hex
FF
TAKEY
F7
EF
E7
ISPFC
P4M0
P4M1
DF
P1M0
P1M1
D7
CF
C7
BF
WDTC
IP0
X111
SWRES
S0RELH
WDTK
S0RELL
P1WE
X000
X100
IICRWD
P3WE
B7
AF
A7
9F
TL0
DPL
X010
TL1
DPH
X011
TH0
DPL1
X100
TH1
DPH1
X101
CKCON
X110
IFCON
PCON
X111
97
8F
87
Bin/Hex
注：SM39R4051 特殊功能寄存器的重置值在下表描述
寄存器
地址
重置值
SP
DPL
DPH
DPL1
DPH1
PCON
81h
82h
83h
84h
85h
87h
07h
00h
00h
00h
00h
40h
Stack Pointer
Data Pointer 0 low byte
Data Pointer 0 high byte
Data Pointer 1 low byte
Data Pointer 1 high byte
Power Control
描述
TCON
TMOD
TL0
TL1
TH0
TH1
CKCON
IFCON
P1
AUX
88h
89h
8Ah
8Bh
8Ch
8Dh
8Eh
8Fh
90h
91h
00h
00h
00h
00h
00h
00h
10h
40h
FFh
00h
Timer/Counter Control
Timer Mode Control
Timer 0, low byte
Timer 1, low byte
Timer 0, high byte
Timer 1, high byte
Clock control register
Interface control register
Port 1
Auxiliary register
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Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
寄存器
地址
重置值
描述
S0CON
S0BUF
P1WE
P3WE
IEN0
IP0
S0RELL
P3
98h
99h
A3h
A4h
A8h
A9h
AAh
B0h
00h
00h
FFh
FFh
00h
00h
00h
FFh
Serial Port 0, Control Register
Serial Port 0, Data Buffer
Port 1 output enable
Port 3 output enable
Interrupt Enable Register 0
Interrupt Priority Register 0
Serial Port 0, Reload Register, low byte
Port 3
WDTC
WDTK
IEN1
IP1
S0RELH
IRCON
PSW
P1M0
B6h
B7h
B8h
B9h
BAh
C0h
D0h
D4h
04h
00h
00h
00h
00h
00h
00h
00h
Watchdog timer control register
Watchdog timer refresh key.
Interrupt Enable Register 1
Interrupt Priority Register 1
Serial Port 0, Reload Register, high byte
Interrupt Request Control Register
Program Status Word
Port 1 output mode 0
P1M1
P3M0
P3M1
P4M0
P4M1
ACC
ISPFAH
ISPFAL
D5h
DAh
DBh
DCh
DDh
E0h
E1h
E2h
00h
00h
00h
00h
00h
00h
FFh
FFh
Port 1 output mode 1
Port 3 output mode 0
Port 3 output mode 1
Port 4 output mode 0
Port 4 output mode 1
Accumulator
ISP Flash Address-High register
ISP Flash Address-Low register
ISPFD
ISPFC
LVC
SWRES
P4
B
TAKEY
IICS
E3h
E4h
E6h
E7h
E8h
F0h
F7h
F8h
FFh
00h
00h
00h
FFh
00h
00h
00h
ISP Flash Data register
ISP Flash control register
Low voltage control register
Software Reset register
Port 4
B Register
Time Access Key register
IIC status register
IICCTL
IICA1
IICA2
IICRWD
IICS2
F9h
FAh
FBh
FCh
FDh
04h
A0h
60h
00h
00h
IIC control register
IIC channel 1 Address 1 register
IIC channel 1 Address 2 register
IIC channel 1 Read / Write Data buffer
IIC status2 register
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8
Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
功能描述：
1. 总特征
SM39R4051是一个8位的微处理器,它的所有功能以及特殊功能寄存器（SFR）的详细定义将在以下章节给出.
1.1.
嵌入式程序存储器
可通过编程器或在线编程(ISP)将程序加载到4KB/2KB的嵌入式闪存体中,其高品质的闪存体具有100K次的重复可擦写编程
并记忆数据，如EEPROM。
1.2.
IO 口
SM39R4051 有 3 组 I / O 端口: Port 1, Port 3 and Port 4. Ports 1, 3 是 8 位口及 Port 4 是 2 位口. 四种型态: 准双向口(标
准 8051 输出口), 推挽, 开漏, 与仅为输入. 在章节 5 中有详细说明。
在20管脚包装 (DIP/SOP)，外部中断0、外部中断1、计时器0外部输入、计时器1外部输入之特殊功能脚可依下表配置：
特殊功能脚
#INT0
#INT1
T0
T1
默认
6(P3.2)
7(P3.3)
8(P3.4)
9(P3.5)
选择 1
2(P3.0)
3(P3.1)
14(P1.2)
15(P1.3)
选择 2
15(P1.3)
14(P1.2)
16(P1.4)
17(P1.5)
选择 3
16(P1.4)
17(P1.5)
2(P3.0)
3(P3.1)
当使用片上硬件复位机制时,复位脚可配置为P3.6。
当主系统时钟源设置为使用振荡器(时钟由晶振输入脚输入)或片内 RC 振荡器,可于 ICP 或 ISP 中选择将晶振输出脚配置为
P4.0，及晶振输入脚选择配置为 P4.1，如下表：
20管脚包装
晶振输入脚
晶振输出脚
振荡器
Xtal1
P4.0
片内RC振荡器
P4.1
P4.0
所有的P1、P3、P4口都可通过转化速率来降低EMI。另一种降低EMI的方式是在禁止ALE输出，可通过特殊功能寄存器（SFR）
来进行选择控制，在高静电环境且在人体接触模式中，其I/O口的ESD可达4KV，可以保证 SM39R4051在高静电环境下的
品质.
1.3.
指令时钟周期选择
传统的52 系列单片机时钟周期是12T, 即12 个振荡器时钟为1个机器周期.SM39R4051为1T~8T的微控制器, 即机器周期
为1个时钟周期~8个时钟周期。换句话说, 执行一条指令可是1个时钟~8个时钟。
Mnemonic: CKCON
7
6
5
ITS
ITS: 指令时钟周期选择.
ITS [6:4]
000
001
4
3
-
2
-
1
-
Address: 8Eh
0
Reset
10H
指令时钟周期
1T 模式
2T 模式(默认)
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9
Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
010
011
100
101
110
111
3T 模式
4T 模式
5T 模式
6T 模式
7T 模式
8T 模式
默认为2T模式, 在任何时候,如CKCON [6:4]（地址为8Eh）被改变时. 每条指令并不是都能在一个机器周期内被执行的。所
有指令的确切机器周期将在下一章节中给出.
1.4.
1.4.1.
复位
硬件复位功能
SM39R4051提供了片上硬件复位机制, 片上硬件复位的时间长度可以通过编程器或ISP设置.
片上硬件复位的时间长度
25ms (default)
200ms
100ms
50ms
16ms
8ms
4ms
1.4.2.
软件复位功能
SM39R4051提供一种软件复位机制来实现整个芯片的复位.要实现软件复位,于程序中需把3个特殊值 55h,AAh和5Ah按顺
序写到TAKEY寄存器来使能软件复位寄存器(SWRES)之写入. 在软件复位寄存器获得可写权后,可以对SWRES寄存器写入
FFh. 硬件将解码出复位讯号它是与其他硬件复位讯号作 “OR”处理. 软件复位寄存器在软件复位过程的最后会进行自复位.
Mnemonic
TAKEY
SWRES
1.4.3.
Description
Time Access Key
register
Software Reset
register
Direct
Bit 7
Bit 6
Bit 5
Bit 4
Software Reset function
Bit 3
Bit 2
Bit 1
Bit 0
RESET
F7h
TAKEY [7:0]
00H
E7h
SWRES [7:0]
00H
Time Access Key register (TAKEY)
Mnemonic: TAKEY
7
6
5
4
3
TAKEY [7:0]
2
1
Address: F7H
0
Reset
00H
软件复位寄存器(SWRES) 默认为只读; 软件把 3 个特殊值按顺序写到 TAKEY 寄存器来使能软件复位
寄存器(SWRES)可写. 它们是
MOV TAKEY, #55h
MOV TAKEY, #0AAh
MOV TAKEY, #5Ah
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ISSFD-M056
10
Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
1.4.4.
软件复位寄存器(SWRES)
Mnemonic: SWRES
7
6
5
4
3
SWRES [7:0]
2
Address: E7H
0
Reset
00H
1
SWRES[7:0]: 软件复位寄存器. 在软件复位过程的最后会进行自重置.
SWRES [7:0] = FFh, 产生软件复位.
SWRES [7:0] = 00h ~ FEh, 不产生复位动作.
1.4.5.
Example of software reset
MOV TAKEY, #55h
MOV TAKEY, #0AAh
MOV TAKEY, #5Ah ; enable SWRES write attribute
MOV SWRES, #0FFh ; software reset MCU
1.5.
时钟源
默认时钟来自于外部晶振时钟信号，其时钟应用于初始化阶段，其主要的工作是确定时钟源使用的正常运行。
内部时钟源来源于不同分频的内部OSC如表1-1所示，时钟源可在编程器或ICP中设置.
Table 1-1: Selection of clock source
Clock source
external crystal (use XTAL1 and XTAL2 pins ) (初始设定)
external crystal (only use XTAL1, the XTAL2 define as I/O)
20MHz from on-chip RC-Oscillator
16MHz from on-chip RC-Oscillator
12MHz from on-chip RC-Oscillator
8MHz from on-chip RC-Oscillator
4MHz from on-chip RC-Oscillator
2MHz from on-chip RC-Oscillator
1MHz from on-chip RC-Oscillator
对于来源于内部OSC的频率，这将有些许误差，在应用程序中需要精确的频率时，须注意使用.
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11
Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
2. 指令设置
所有SM39R4051的指令都是兼容的二进制码,且具有标准的8051一样的功能,以下表格列出了以SM39R4051微控器为核心
的指令集的周期的总结，这里的周期表示为机器周期。
Mnemonic
ADD A,Rn
ADD A,direct
Table 2-1: Arithmetic operations
Description
Add register to accumulator
Add direct byte to accumulator
Code
28-2F
25
Bytes
1
2
Cycles
1
2
ADD A,@Ri
ADD A,#data
ADDC A,Rn
ADDC A,direct
Add indirect RAM to accumulator
Add immediate data to accumulator
Add register to accumulator with carry flag
Add direct byte to A with carry flag
26-27
24
38-3F
35
1
2
1
2
2
2
1
2
ADDC A,@Ri
ADDC A,#data
SUBB A,Rn
SUBB A,direct
Add indirect RAM to A with carry flag
Add immediate data to A with carry flag
Subtract register from A with borrow
Subtract direct byte from A with borrow
36-37
34
98-9F
95
1
2
1
2
2
2
1
2
SUBB A,@Ri
SUBB A,#data
INC A
INC Rn
INC direct
Subtract indirect RAM from A with borrow
Subtract immediate data from A with borrow
Increment accumulator
Increment register
Increment direct byte
96-97
94
04
08-0F
05
1
2
1
1
2
2
2
1
2
3
INC @Ri
INC DPTR
DEC A
DEC Rn
Increment indirect RAM
Increment data pointer
Decrement accumulator
Decrement register
06-07
A3
14
18-1F
1
1
1
1
3
1
1
2
DEC direct
DEC @Ri
MUL AB
DIV
Decrement direct byte
Decrement indirect RAM
Multiply A and B
Divide A by B
15
16-17
A4
84
2
1
1
1
3
3
5
5
DA A
Decimal adjust accumulator
D4
1
1
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Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
Mnemonic
ANL A,Rn
ANL A,direct
Table 2-2: Logic operations
Description
AND register to accumulator
AND direct byte to accumulator
Code
58-5F
55
Bytes
1
2
Cycles
1
2
ANL A,@Ri
ANL A,#data
ANL direct,A
ANL direct,#data
AND indirect RAM to accumulator
AND immediate data to accumulator
AND accumulator to direct byte
AND immediate data to direct byte
56-57
54
52
53
1
2
2
3
2
2
3
4
ORL A,Rn
ORL A,direct
ORL A,@Ri
ORL A,#data
OR register to accumulator
OR direct byte to accumulator
OR indirect RAM to accumulator
OR immediate data to accumulator
48-4F
45
46-47
44
1
2
1
2
1
2
2
2
ORL direct,A
ORL direct,#data
XRL A,Rn
XRL A,direct
OR accumulator to direct byte
OR immediate data to direct byte
Exclusive OR register to accumulator
Exclusive OR direct byte to accumulator
42
43
68-6F
65
2
3
1
2
3
4
1
2
XRL A,@Ri
Exclusive OR indirect RAM to accumulator
66-67
1
2
XRL A,#data
XRL direct,A
XRL direct,#data
CLR A
Exclusive OR immediate data to accumulator
Exclusive OR accumulator to direct byte
Exclusive OR immediate data to direct byte
Clear accumulator
64
62
63
E4
2
2
3
1
2
3
4
1
CPL A
RL A
RLC A
RR A
Complement accumulator
Rotate accumulator left
Rotate accumulator left through carry
Rotate accumulator right
F4
23
33
03
1
1
1
1
1
1
1
1
RRC A
SWAP A
Rotate accumulator right through carry
Swap nibbles within the accumulator
13
C4
1
1
1
1
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Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
Mnemonic
MOV A,Rn
MOV A,direct
Table 2-3: Data transfer
Description
Move register to accumulator
Move direct byte to accumulator
Code
E8-EF
E5
Bytes
1
2
Cycles
1
2
MOV A,@Ri
MOV A,#data
MOV Rn,A
MOV Rn,direct
Move indirect RAM to accumulator
Move immediate data to accumulator
Move accumulator to register
Move direct byte to register
E6-E7
74
F8-FF
A8-AF
1
2
1
2
2
2
2
4
MOV Rn,#data
MOV direct,A
MOV direct,Rn
MOV direct1,direct2
Move immediate data to register
Move accumulator to direct byte
Move register to direct byte
Move direct byte to direct byte
78-7F
F5
88-8F
85
2
2
2
3
2
3
3
4
MOV direct,@Ri
MOV direct,#data
MOV @Ri,A
MOV @Ri,direct
Move indirect RAM to direct byte
Move immediate data to direct byte
Move accumulator to indirect RAM
Move direct byte to indirect RAM
86-87
75
F6-F7
A6-A7
2
3
1
2
4
3
3
5
MOV @Ri,#data
Move immediate data to indirect RAM
76-77
2
3
MOV DPTR,#data16
Load data pointer with a 16-bit constant
90
3
3
MOVC A,@A+DPTR
Move code byte relative to DPTR to accumulator
93
1
3
MOVC A,@A+PC
PUSH direct
Move code byte relative to PC to accumulator
Push direct byte onto stack
83
C0
1
2
3
4
POP direct
XCH A,Rn
XCH A,direct
XCH A,@Ri
XCHD A,@Ri
Pop direct byte from stack
Exchange register with accumulator
Exchange direct byte with accumulator
Exchange indirect RAM with accumulator
Exchange low-order nibble indir. RAM with A
D0
C8-CF
C5
C6-C7
D6-D7
2
1
2
1
1
3
2
3
3
3
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Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
Mnemonic
ACALL addr11
LCALL addr16
Table 2-4: Program branches
Description
Absolute subroutine call
Long subroutine call
Code
xxx11
12
Bytes
2
3
Cycles
6
6
RET
RETI
AJMP addr11
LJMP addr16
from subroutine
from interrupt
Absolute jump
Long iump
22
32
xxx01
02
1
1
2
3
4
4
3
4
SJMP rel
JMP @A+DPTR
JZ rel
JNZ rel
Short jump (relative addr.)
Jump indirect relative to the DPTR
Jump if accumulator is zero
Jump if accumulator is not zero
80
73
60
70
2
1
2
2
3
2
3
3
JC rel
JNC
JB bit,rel
JNB bit,rel
Jump if carry flag is set
Jump if carry flag is not set
Jump if direct bit is set
Jump if direct bit is not set
40
50
20
30
2
2
3
3
3
3
4
4
JBC bit,direct rel
Jump if direct bit is set and clear bit
10
3
4
CJNE A,direct rel
CJNE A,#data rel
CJNE Rn,#data rel
CJNE @Ri,#data rel
Compare direct byte to A and jump if not equal
Compare immediate to A and jump if not equal
Compare immed. to reg. and jump if not equal
Compare immed. to ind. and jump if not equal
B5
B4
B8-BF
B6-B7
3
3
3
3
4
4
4
4
DJNZ Rn,rel
DJNZ direct,rel
NOP
Decrement register and jump if not zero
Decrement direct byte and jump if not zero
No operation
D8-DF
D5
00
2
3
1
3
4
1
Mnemonic
CLR C
CLR bit
Table 2-5: Boolean manipulation
Description
Clear carry flag
Clear direct bit
Code
C3
C2
SETB C
Set carry flag
SETB bit
CPL C
CPL bit
Bytes
1
2
Cycles
1
3
D3
1
1
Set direct bit
Complement carry flag
Complement direct bit
D2
B3
B2
2
1
2
3
1
3
ANL C,bit
AND direct bit to carry flag
82
2
2
ANL C,/bit
ORL C,bit
ORL C,/bit
AND complement of direct bit to carry
OR direct bit to carry flag
OR complement of direct bit to carry
B0
72
A0
2
2
2
2
2
2
MOV C,bit
Move direct bit to carry flag
A2
2
2
MOV bit,C
Move carry flag to direct bit
92
2
3
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Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
3. 存储器结构
SM39R4051存储器结构和通用的8051结构相同，它们是作为程序存储器的4KB的嵌入式Flash.
3.1.
程序存储器
SM39R4051有4K的嵌入式flash,可做为通用的程序存储或EEPROM.其他还包括最大为1K的特定ISP服务程序存储空间.
这4K的地址从$000 to $FFF. ISP服务程序的地址从$C00 to $FFF. SP服务程序空间可以被分割N块256字节(N=0 to 4). 当
N=0时,意味着没有ISP复位程序空间可用. 全部的4K字节空间都被用来做程序存储. 当N=1时,意味着地址$F00 to $FFF保
留为ISP服务程序空间. 当N=2意味着内存地址$E00 to $FFF保留为ISP服务程序空间等等... 数值N可以通过编程器或ICP
方式编程或设置.它可象EEPROM那样用来记录任何数据.EEPROM的应用功能在第13章节的内部ISP部分有描述.
N=0
FFF
N=1
F00
ISP service
Program space,
Up to 1K
N=2
E00
N=3
D00
C00
N=4
4K Program
Memory space
000
Fig. 3-1: SM39R4051 programmable Flash
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Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
FFF
N=0
F00
ISP service
Program space,
Up to 1K
N=1
N=2
E00
D00
C00
N=3
N=4
300
1K Program
Memory space
000
Fig. 3-2 : SM39R2051 programmable Flash
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Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
3.2.
数据存储器
SM39R4051具有256 Bytes的片上SRAM, 256 Bytes和通用的8052内部存储器结构一样.
FF
FF
Higher 128 Bytes (Accessed by
indirect addressing mode only)
SFR (Accessed by direct addressing
mode only)
80
7F
80
Lower 128 Bytes (Accessed by
direct & indirect addressing mode )
00
Fig. 3-3: RAM architecture
3.2.1.
数据内存-低 128 字节(00h to 7Fh)
数据存储器从 00h 到 FFh 的地址和在 8052 中的定义是一样的.
0h 到 7Fh 的地址可通过直接或者间接寻址方式访问.
00h 到 1Fh 是寄存器的空间,
20h 到 2Fh 是位寻址空间,
30h 到 7Fh 是通用的数据存储区.
3.2.2.
数据存储器-高 128 字节(80h to FFh)
80h 到 FFh 的地址仅仅能从间接寻址的方式访问,它是一个数据区.
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Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
4. CPU结构
SM39R4051结构由以下四部分组成：
a. 控制单元
b. 算法-逻辑单元
c. 存储器控制单元
d. RAM和SFR控制单元
SM39R4051结构允许接受来自程序存储器的指令并与RAM或SFR做数据处理，以下各段详细叙述了主要功能寄存器。
Mnemonic
Description
Direct
Bit 7
ACC
B
Accumulator
B register
Program status
word
Stack Pointer
Data pointer low 0
Data pointer high
0
Data pointer low 0
Data pointer high
0
Auxiliary register
Interface control
register
E0h
F0h
ACC.7
B.7
D0h
CY
PSW
SP
DPL
DPH
DPL1
DPH1
AUX
IFCON
4.1.
Bit 6
Bit 5
8051 Core
ACC.6 ACC.5
B.6
B.5
AC
Bit 4
Bit 3
Bit 2
Bit 1
Bit 0
RESET
ACC.4
B.4
ACC.3
B.3
ACC.2
B.2
ACC.1
B.1
ACC.0
B.0
00H
00H
OV
PSW.1
P
00H
F0
RS[1:0]
81h
82h
SP[7:0]
DPL[7:0]
07H
00H
83h
DPH[7:0]
00H
84h
DPL1[7:0]
00H
85h
DPH1[7:0]
00H
91h
BRGS
-
-
8Fh
-
CDPR
-
PTS[1:0]
-
-
2
ACC.2
1
ACC.1
PINTS[1:0]
DPS
00H
-
ISPE
00H
-
累加器
ACC是一个累加器，大部分单操作指令的一个操作数取自累加器.
Mnemonic: ACC
7
6
ACC.7 ACC.6
5
ACC05
4
ACC.4
3
ACC.3
Address: E0h
0
Reset
ACC.0
00h
ACC[7:0]: The A (or ACC) register is the standard 8052 accumulator.
4.2.
B 寄存器
B寄存器被用于乘法或除法指令，也可作为一般寄存器以存储临时数据.
Mnemonic: B
7
6
B.7
B.6
5
B.5
4
B.4
3
B.3
2
B.2
1
B.1
Address: F0h
0
Reset
B.0
00h
B[7:0]: The B register is the standard 8052 register that serves as a second accumulator.
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Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
4.3.
程序状态字
Mnemonic: PSW
7
6
CY
AC
5
F0
4
3
RS [1:0]
2
OV
1
F1
Address: D0h
0
Reset
P
00h
CY: 进位标志位.
AC: 为 BCD 辅助进位标志位
F0: 用户设置标志位 0
RS[1:0]: 寄存器组选择位,用来选择工作寄存器区域.
RS[1:0]
Bank Selected
Location
00
Bank 0
00h – 07h
01
Bank 1
08h – 0Fh
10
Bank 2
10h – 17h
11
Bank 3
18h – 1Fh
OV: 溢出标志位
F1: 用户设置标志位 1
P: 奇偶校验位, 受硬件影响, 显示累加器中的奇偶的 1 位，即奇偶校验
4.4.
堆栈指针
堆栈指针是一个1字节的寄存器,在复位后初始化值为07h.此寄存器在执行PUSH和CALL指令之前增值,使得堆栈指针在08h
开始执行
Mnemonic: SP
7
6
5
4
3
2
1
SP [7:0]
Address: 81h
0
Reset
07h
SP[7:0]: 堆栈指针储存了暂时寄存器的地址,该地址是堆栈指针的起始位置.换言之,它总是指向堆栈指
针的顶端。
4.5.
数据指针
数据指针为2字节.低位为DPL.高位为DPH.它可以作为一个2字节的寄存器(MOV DPTR,#data16)来使用,或者作为两个寄存
器(例如,MOV DPL,#data8),它通常被用作是运行外部程序或者是数据空间(如,MOVC A,@ A+DPTR 或者各自的MOV A, @
DPTR).
Mnemonic: DPL
7
6
5
4
3
DPL [7:0]
2
1
Address: 82h
0
Reset
00h
4
3
DPH [7:0]
2
1
Address: 83h
0
Reset
00h
DPL[7:0]: Data pointer Low 0
Mnemonic: DPH
7
6
5
DPH [7:0]: Data pointer High 0
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Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
4.6.
数据指针 1
双数据指针加速了块状数据的运行速度.标准的DPTR 是一个16位的寄存器,是用来寻址外部空间或者外部存储器. 在
SM39R4051中，标准的数据指针称为DPTR,第二个数据指针称为DPTR1.选择位用来选择使用的数据指针.数据指针的选择
位位于AUX寄存器的LSB(DPS).
用户通过触发AUX寄存器中的LSB位进行切换. 所有有关的DPTR指令都将为当前选用的DPTR所操作。
Mnemonic: DPL1
7
6
5
4
3
DPL1 [7:0]
2
1
Address: 84h
0
Reset
00h
4
3
DPH1 [7:0]
2
1
Address: 85h
0
Reset
00h
4
2
1
PINTS[1:0]
Address: 91h
0
Reset
DPS
00H
2
-
Address: 8Fh
0
Reset
ISPE
00H
DPL1[7:0]: Data pointer Low 1
Mnemonic: DPH1
7
6
5
DPH1[7:0]: Data pointer High 1
Mnemonic: AUX
7
6
BRGS
-
5
-
3
PTS[1:0]
DPS: 数据指针选择位.
DPS = 1 选择数据指针 1.
4.7.
接口控制寄存器
Mnemonic: IFCON
7
6
CDPR
5
-
4
-
3
-
1
-
CDPR: 程序码已加密指示位(仅读)
ISPE: ISP 功能使能位
ISPE = 1, 允许使用 ISP 功能
ISPE = 0, 禁止使用 ISP 功能
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Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
5. GPIO
SM39R4051有3个I/O口: Port 1, Port 3 and Port 4. Ports 1, 3是8位口and Port 4 是2位口. 们是: 准双向口 (标准的8051端
口输出),推挽电路,开漏, 与只输入. 两种寄存器的配置为每个端口的每个位选择输出方式.SM39R4051的所有端口可以通过
软件配置四种型号的一种.如下表显示:
Mnemonic
P1M0
P1M1
P3M0
P3M1
P4M0
P4M1
P1WE
P3WE
Description
Direct
Port 1 output mode 0
Port 1 output mode 1
Port 3 output mode 0
Port 3 output mode 1
Port 4 output mode 0
Port 4 output mode 1
Port 3 output enable
Port 1 output enable
PxM1.y
0
0
1
1
PxM0.y
0
1
0
1
D4h
D5h
DAh
DBh
DCh
DDh
A3h
A4h
Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3
I/O port function register
P1M0[7:0]
P1M1[7:0]
P3M0[7:0]
P3M1[7:0]
Bit 2
Bit 1
Bit 0
P4M0[1:0]
P4M1[1:0]
P3WE[7:0]
P1WE[7:0]
RESET
00H
00H
00H
00H
00H
00H
FFH
FFH
Port output mode
准双向口 (标准的 8051 端口输出)
推挽电路
只输入 (high-impedance)
开漏
当使用片上硬件复位机制时,复位脚可配置为P3.6。
当主系统时钟源设置为使用振荡器(时钟由晶振输入脚输入)或片内RC振荡器,可于ICP或ISP中选择将晶振输出脚配置为
P4.0，及晶振输入脚选择配置为P4.1.
Mnemonic: P1WE
7
6
5
P1.7
P1.6
P1.5
4
P1.4
3
P1.3
2
P1.2
1
P1.1
Address: A3h
0
Reset
P1.0
FFH
Mnemonic: P3WE
7
6
5
P3.7
P3.6
P3.5
4
P3.4
3
P3.3
2
P3.2
1
P3.1
Address: A4h
0
Reset
P3.0
FFH
一般的应用,每个管脚都可独立的置高或置低.如下表显示:
Mnemonic
Port 4
Port 3
Port 1
Description
Port 4
Port 3
Port 1
Direct
Bit 7
Bit 6
E8h
B0h
90h
P3.7
P1.7
P3.6
P1.6
Mnemonic: P1
7
6
P1.7
P1.6
5
P1.5
Bit 5
Ports
P3.5
P1.5
Bit 4
Bit 3
Bit 2
Bit 1
Bit 0
RESET
P3.4
P1.4
P3.3
P1.3
P3.2
P1.2
P4.1
P3.1
P1.1
P4.0
P3.0
P1.0
FFh
FFh
FFh
4
P1.4
3
P1.3
2
P1.2
1
P1.1
Address: 90h
0
Reset
P1.0
FFh
4
P3.4
3
P3.3
2
P3.2
1
P3.1
Address: B0h
0
Reset
P3.0
FFh
P1.7~ 0: Port1 [7] ~ Port1 [0]
Mnemonic: P3
7
6
P3.7
P3.6
5
P3.5
P3.7~ 0: Port3 [7] ~ Port3 [0]
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SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
Mnemonic: P4
7
6
-
5
-
4
-
3
-
2
-
1
P4.1
Address: E8h
0
Reset
P4.0
FFh
P4.1~ 0: Port4 [1] ~ Port4 [0]
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Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
6. 定时器0 和定时器1
SM39R4051有二个16bit的定时/计数寄存器: 定时器0, 定时器1. 所有这些都可以被设置为定时或计数操作.
在定时器模式中, 定时器0或定时器1在每12个机器周期中得到递增,这意味着在每12个晶体或振荡信号中,计数会得到增加.
在计数的模式中，当检测到相应的输入脚T0/T1有下降沿产生时，寄存器便得到递增,由于它需要2个机器周期来识别由1到0
的跳变，其最大输入的计数频率为振荡器频率的1/2，从而使得这里没有限制的占空比，以确定适当的识别为0或1的状态，
因此，一个输入信号至少要稳定在1个机器周期.
定时器0和定时器1都有四种操作模式选择，在选择操作模式中，两个特殊功能寄存器（TMOD and TCON）被应用其中.
Mnemonic
TL0
TH0
TL1
TH1
TMOD
TCON
AUX
6.1.
Description
Direct
Bit 7
Bit 6
Bit 5
Timer 0 and 1
Bit 4
Bit 3
Bit 2
Bit 1
Bit 0
RESET
Timer 0 , low byte
Timer 0 , high
byte
Timer 1 , low byte
Timer 1 , high
byte
Timer Mode
Control
Timer/Counter
Control
Auxiliary register
8Ah
TL0[7:0]
00h
8Ch
TH0[7:0]
00h
8Bh
TL1[7:0]
00h
8Dh
TH1[7:0]
00h
89h
GATE
C/T
M1
M0
GATE
C/T
M1
M0
00h
88h
TF1
TR1
TF0
TR0
IE1
IT1
IE0
IT0
00h
91h
BRGS
-
-
PTS[1:0]
DPS
00H
3
GATE
2
1
C/T
M1
Timer 0
PINTS[1:0]
定时器/计数器模式控制寄存器(TMOD)
Mnemonic: TMOD
7
6
5
GATE
C/T
M1
Timer 1
4
M0
Address: 89h
0
Reset
M0
00h
GATE: 该位被置位时为门控时，仅当‘INT0 或者INT1’脚为高时，且‘TRx’控制位被置位
（参考TCON 寄存器）时使能，计数器在每个T0 或T1 输入脚处于下减沿触发
时得到加强。
C/T: 门控定时器或计数器选择器。该位被置位时用作计数器功能,该位被清零时用作定
时器功能.
M[1:0]: 定时/计数器 0 或定时/计数器 1 的选择模式
M1
M0
Mode
Function
0
0
Mode0
13bit计数器/定时器, 包含TL0/TL1寄存器的低5
位及TH0/TL1寄存器的全部8位，其TL0/TL1寄存
器的高 3 位可设置为 0.
0
1
Mode1
16 位计数器/定时器.
1
0
Mode2
8 位自动装载的计数器/定时器,自动装载的值保
留在TH0 和TH1.同时TL0 或者TL1 在每个机
器周期内都会递增. 当溢出时，将THx 存放的值
装入 TLx.
1
1
Mode3
如定时器1 的M1 和M2 位被设置为1，定时器
2 停止计数。如定时器0 的M1 和M0 位被设置
为1，定时器0 作为两个独立的8 位定时器/计数
器.
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ISSFD-M056
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Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
6.2.
定时/计数控制寄存器(TCON)
Mnemonic: TCON
7
6
5
TF1
TR1
TF0
4
TR0
3
IE1
2
IT1
1
IE0
Address: 88h
0
Reset
IT0
00h
TF1: 定时器1 溢出标志。定时器/计数器溢出时由硬件置位。中断执行时硬件清零，
或由软件清零。.
TR1: 定时器 1 运行控制位。 如置位/清零, 关闭定时器/计数器 1.
TF0: 定时器0 溢出标志。定时器/计数器溢出时由硬件置位。中断执行时硬件自动清
零，或由软件清零
TR0: 定时器 0 运行控制位。如置位/清零,关闭定时器/计数器 0.
IE1: 中断1 边沿标志。当检测到外部中断1 边沿/低电平时由硬件置位该标志。中
断处理时由硬件清零，或通过软件清零.
IT1: 中断1 类型控制位，通过软件置位/清零该位来选择外部中断1 以下降沿/低电
平方式触发
IE0: 中断0 边沿标志。当检测到外部中断0 边沿/低电平时由硬件置位该标志。中
断处理时由硬件清零，或通过软件清零.
IT0: 中断0 类型控制位。通过软件置位/清零该位来选择外部中断0 以下降沿/低电
平方式触发.
6.3.
T0、T1 可配置性：
计时器0外部输入(T0)及计时器1外部输入(T1)脚可于AUX寄存器中之PTS[1:0]配置至其他I/O。
Mnemonic: AUX
7
6
BRGS
-
PTS [1:0]
0x00
0x01
0x10
0x11
5
-
4
3
PTS [1:0]
2
1
PINTS[1:0]
Package = 20 Pin
T0
P3.4
P3.0
P1.4
P1.2
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ISSFD-M056
25
Address: 91h
0
Reset
DPS
00H
T1
P3.5
P3.1
P1.5
P1.3
Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
7. 串行接口0
两个串行缓冲器组成两个单独寄存器，即一个传输缓冲区和一个接收缓冲区。
写入数据到特殊功能寄存器（SFR）S0BUF并设置这些数据在串行输出缓冲，并开始传输, 来自S0BUF的读取及从串行接
收缓冲区读取数据，串行口可同时传输和接收数据，它也可在接收时缓存1字节，如CPU在第一个字节传输完成之前读取第
二个字节，以防接收数据丢失。
Mnemonic
Description
Direct
Bit 7
PCON
AUX
Power control
Auxiliary register
Serial Port 0
control register
Serial Port 0 data
buffer
Serial Port 0 reload
register low byte
Serial Port 0 reload
register high byte
87H
91h
SMOD
BRGS
98H
SM0
S0CON
S0BUF
S0RELL
S0RELH
Bit 6
Bit 5
Bit 4
Bit 3
Serial interface 0
PTS[1:0]
Bit 2
SM1
RB80
SM20
REN0
99H
AAH
Bit 0
RESET
STOP
PINTS[1:0]
IDLE
DPS
40H
00H
RI0
00H
TI0
S0BUF[7:0]
S0REL
.7
S0REL
.6
S0REL
.5
BAH
Mnemonic: AUX
7
6
BRGS
TB80
Bit 1
S0REL
.4
S0REL
.3
-
5
-
4
3
PTS[1:0]
2
1
PINTS[1:0]
00H
S0REL
.2
S0REL
.1
S0REL
.9
S0REL
.0
S0REL
.8
Address: 91h
0
Reset
DPS
00H
BRGS: BRGS = 0 –鲍率产生器使用定时器 1 TH1 寄存器.
BRGS = 1 –鲍率产生器使用 S0REL 寄存器.
Mnemonic: S0CON
7
6
5
SM0
SM1
SM20
4
REN0
3
TB80
2
RB80
1
TI0
Address: 98h
0
Reset
RI0
00h
SM0,SM1: 串行口 0 模式选择.
SM0 SM1
Mode
0
0
0
0
1
1
1
0
2
1
1
3
在 UART0 的 4 种模式中，模式 0~3 稍后解释
SM20: 多处理机通信使能位
REN0: 如置位，串行接收使能，软件清除禁止接收
TB80: 在模式2 和3 中，发送的第9 位数据位，置位或清零取决与它执行的功能，如奇
偶校验功能, 多处理机通信等。
RB80: 在模式2 和3 中，RB80 为接收的第9 位数据位。在模式1 中，如SM20=0，RB80
为停止位。在模式 0 中，此位不被使用。须由软件清除。
TI0: 发送中断标志位.在完成串行传输后由硬件置位，须由软件清除。
RI0: 接收中断标志。在完成串行传输后由硬件置位，须由软件清除.
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ISSFD-M056
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Ver.E SM39R4051 09/2011
00H
00H
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
串行接口0由以下4种模式可以设置：
SM0
0
0
1
1
SM1
0
1
0
1
Mode
0
1
2
3
Description
Shift register
8-bit UART
9-bit UART
9-bit UART
Board Rate
Fosc/12
Variable
Fosc/32 or Fosc/64
Variable
这里的Fosc是晶体或振荡器的频率。
7.1.
模式 0
引脚RXD0充当输入和输出。TXD0输出时钟。每次发送或接收以LSB最低位作首位，每次8位。波特率固定为的晶体的频率
1/12,接收通过以下的在S0CON中的设置标志在模式0中初始化：RI0 = 0 and REN0 = 1。在其他模式中，当REN0=1时，
开始从起始位接收串行数据.
Fig. 7-1: Transmit mode 0 for Serial 0
Fig. 7-2: Receive mode 0 for Serial 0
7.2.
模式 1
引脚RXD0充当输入，TXD0充当串行输出，无任何外部时钟被使用，每次数据为10位：一个起始位(=0)，8个数据位（LSB
位在前），及一个停止位(=1)。在接收据数据时, 起始位将被同步传输，8个数据位可通过S0BUF来读取, 一个停止位存于
特殊功能寄存器S0CON的设置标志RB80内，在模式1中，无论是内部的波特率发生器或定时器1可以用来指定波特率。
Fig. 7-3: Transmit mode 1 for Serial 0
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Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
Fig. 7-4: Receive mode 1 for Serial 0
7.3.
模式 2
该模式和模式1类似，但有两点不同。波特率被固定在振荡器的频率的1/32（SMOD=1）或1/64（SMOD=0），且有11位数
据被传输或接收: 1个起始位（=0），8个数据位（LSB在前），一个可编程的第9位及一个停止位（=1），9位可以用来控
制串行接口的奇偶性。在传输中，S0CON中的TB80输出第9位，在接收中,S0CON中的RB80将被影响。
7.4.
模式 3
模式2和3的唯一不同之处在于：在模式3中，无论是内部的波特率发生器或定时器1可以用来指定波特率。
Fig. 7-5: Transmit modes 2 and 3 for Serial 0
Fig. 7-6: Receive modes 2 and 3 for Serial 0
7.5.
串行接口 0 的多重机通讯
在串行接口 0 的模式2 和3 或串行接口1 的模式A 中，接收9 位的功能, 可用于多处理器的通讯。
在这种情况下，从机在S0CON 中的位SM20被置位为1。当主机输出从机的地址时，Bit9 将被置1，从而在所有的从机中
导致串行口接收中断。从机将接收到的字节和它们的网络地址比较，如匹配，其从机将清除SM20，并接收其余的信息，其
他的从机将远离SM20无效，并忽略此信息。在解决从机后，其主机在Bit9 清0 时将输出剩余部分的信息，因此，没有串
口接收中断会产生在未选中的处理机中。
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Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
7.6.
7.6.1.
波特率发生器
串行接口 0 的模式 1 和 3
(a) 当BRGS = 0 (在 AUX寄存器):
Baud Rate =
2SMOD × FOSC
32 × 12 × (256 − TH1)
(b) 当BRGS = 1 (在 AUX寄存器):
Baud Rate =
7.7.
2SMOD × FOSC
64 × 210 − S0REL
(
)
波特率的时钟源
当串行接口功能被使用时，须注意使用内部的振荡器作为时钟源的精度，其原因是先前章节所涉及到的波特率必须尽可能
的准确，而内部的OSC的时钟频率有±3%浮动的差异, 因此，对于时钟频率精度要求高的应用环境，用户可选外部晶体或
振荡器作为时钟源。
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Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
8. 看门狗定时器
看门狗定时器是一个8位的计数器并会在计数器溢出时产生复位讯号.WDT在噪音.电源干扰,或断电等导致软件死循环或跑
飞程序等情况下非常有用.WDT功能可以帮助拥护的软件从不正常的软件状态中恢复正常.WDT不同于通用的8052的计时器
0,1,2.为了防止WDT复位,可以通过软件定时清除WDT计数器.当不可预料的复位发生时,用户应该检查WDTC寄存器的
WDTF位. 在一外部复位后，该看门狗定时器将无效且所有寄存器都清零。
看门狗定时器是一个自由运行的片上RC振荡器 (约250 KHz±20%). WDT将保持运行就算是系统时钟被关闭(例如,在睡眠
状态).在正常的运行或睡眠状态,一个WDT超时(如使能)将导致MCU复位.WDT在正常状态下可随时被使能或失效.请注意
WDTC寄存器的WDTE位.默认的WDT超时时间为接近16.38ms (WDTM [3:0] = 0100b).
WDT有可选择的分频.要选择分频,需要正确设置看门控制寄存器(WDTC)的位3~位0(WDTM [3:0])
250KHz
2WDTM
256
Watchdog reset time =
WDTCLK
WDTCLK =
WDTM [3:0]
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111
Table 8.1 WDT time-out period
Divider
Time period @ 250KHz
(250 KHz RC oscillator in)
1
1.02ms
2
2.05ms
4
4.10ms
8
8.19ms
16
16.38ms (default)
32
32.77ms
64
65.54ms
128
131.07ms
256
262.14ms
512
524.29ms
1024
1.05s
2048
2.10s
4096
4.19s
8192
8.39s
16384
16.78s
32768
33.55s
当MCU复位,MCU将会读WDTEN控制位状态.当WDTEN位被设置为1,无论WDTE位状态如何,看门狗功能将会失效.当
WDTEN位被清0,在WDTE位被通过变成设为1的情况下,看门狗功能将被使能.用户可通过烧路器或ISP设置WDTEN.
对WDTE位写入1同时WDTEN控制位清0,能使WDT功能使能.在WDTE设为1后.8位的计数器用通过WDTM[3:0]设置好的分
频进行计数.它在溢出时将会产生复位讯号.WDTE位在MCU重启时将被自动清0,同时硬件复位或WDT复位.
看门狗一旦开始工作将无法停止.当WDTK寄存器用户可通过对看门狗定时器重置密钥(WDTK)写入55h实现WDT计时器清0.
这将会清除8位计数器内容并让计数器重启. 看门狗定时器必须定时刷新以防来自可变的重置复位请求信号.
当看门狗定时器溢出时, WDTF标志位将被置1并自动重置复位MCU.该标志位可被软件或外部复位清除.
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Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
1
2WDTM
Fig. 8-1: Watchdog timer block diagram
Mnemonic
TAKEY
WDTC
WDTK
Description
Direct
Time Access Key
register
Watchdog timer
control register
Watchdog timer
refresh key
Bit 7
Bit 6
Bit 5
Bit 4
Watchdog Timer
F7h
B6h
Bit 3
Bit 2
Bit 1
Bit 0
RESET
TAKEY [7:0]
WDTF
-
WDTE
-
B7h
Mnemonic: TAKEY
7
6
5
00H
WDTM [3:0]
WDTK[7:0]
4
3
TAKEY [7:0]
2
1
04H
00H
Address: F7h
0
Reset
00H
看门狗控制寄存器(WDTC)默认为仅读;软件需依序于寄存器 TAKEY 写入 55h, AAh 及 5Ah 才能对看
门狗控制寄存器(WDTC)执行写入,启动看门狗功能及设定重置时间
MOV TAKEY, #55h
MOV TAKEY, #AAh
MOV TAKEY, #5Ah
Mnemonic: WDTC
7
6
5
WDTF
WDTE
4
-
3
2
1
WDTM [3:0]
Address: B6h
0
Reset
04H
WDTF: 看门狗定时器产生重置信号之旗标位.
当 MCU 之重置是由看门狗定时器产生时, 此位将被置高.此旗标位清零可由软件、外部
重置信号或上电之重置信号.
WDTE: 看门狗定时器使能位.
此位需于WDTEN=0(此值于出厂时已设为0)时设置才有作用,既于刻录(使用ICP,ISP或一
般刻录器)时于看门狗选项选择使用.
0: 禁能.
1: 使能.
WDTM [3:0]: 看门狗重置信号产生时间选择位.请参考表格 8.1 所列看门狗重置信号产生时间.
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ISSFD-M056
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Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
Mnemonic: WDTK
7
6
5
4
3
WDTK[7:0]
2
1
Address: B7h
0
Reset
00h
WDTK: 看门狗定时器计数器清零寄存器.
于此寄存器写入 0x55, 看门狗定时器计数器将清零重新计数.
範例：
看门狗定时器使能並选择重置信号产生时间為 262.14ms.
第一步,先确认刻录时看门狗功能已选择使用.
第二步,如下
MOV TAKEY, #55h
MOV TAKEY, #AAh
MOV TAKEY, #5Ah
; enable WDTC write attribute.
MOV WDTC, #28h
; Set WDTM [3:0] = 1000b. Set WDTE =1 to enable WDT
; function.
.
.
.
MOV WDTK, #55h
; Clear WDT timer to 0.
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ISSFD-M056
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Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
9. 中断
SM39R4051提供7个中断源并带有4级优先权. 每一中断源都在特殊寄存器(SFR)中有自身的请求标志，每个中断请求信号
通过相应的标志及特殊寄存器（SFR）中的IEN0及IEN1中的使能位来独自允许或禁止。
当中断发生时，CPU将会跳转预先设定的地址，如9-1图表所示，一旦中断开始执行，就只能被更高优先级的中断终止，其
中断服务会被来自指令RETI的返回所终结。当一RETI被执行时且中断发生时，处理器将将返回此指令，并执行下一条指令。
当中断条件发生时，该处理器通过设置一个标志位来表示，无论中断使能或禁止，每个中断标志都将在每个机器周期中采
样一次，随后采样由硬件来检测，当中断被使能时，且采样指出相应中断时，中断请求标志被设置。在随后的指令周期中，
中断将被硬件所确定。从而迫使一个LCALL 指向相应的地址向量。
当中断发生时，中断响应将需要不同的时间，这取决于相关的处理器。如一处理器执行的中断服务程序同等或更优先，新
的中断将不会启用，在其他情况下，响应时间将取决于当前的指令。以最快的速度回应一个中断是需要7个机器周期，这包
括一个检测中断的机器周期和6周期执行LCALL周期。
Interrupt Request Flags
IE0 – External interrupt 0
TF0 – Timer 0 interrupt
Table 9-1: 中断向量
Interrupt Vector
Address
0003h
000Bh
Interrupt Number
*(use Keil C Tool)
0
1
IE1 – External interrupt 1
0013h
2
TF1 – Timer 1 interrupt
RI0/TI0 – Serial channel 0 interrupt
LVIIF – Low Voltage Interrupt
001Bh
0023h
0063h
3
4
12
IICIF – IIC interrupt
006Bh
13
*See Keil C about C51 User’s Guide about Interrupt Function description
Mnemonic
Description
Direct
Bit 7
AUX
Auxiliary register
Interrupt Enable
0 register
Interrupt Enable
1 register
Interrupt request
register
Interrupt priority
level 0
Interrupt priority
level 1
91h
BRGS
A8H
EA
-
-
ES0
ET1
EX1
B8H
-
-
IEIIC
IELVI
-
C0H
-
-
IICIF
LVIIF
A9h
-
-
IP0.5
B9h
-
-
IP1.5
IEN0
IEN1
IRCON
IP0
IP1
Mnemonic: AUX
7
6
BRGS
-
5
-
Bit 6
Bit 5
Interrupt
-
4
3
PTS[1:0]
Bit 4
Bit 3
Bit 0
RESET
DPS
00H
ET0
EX0
00H
-
-
-
00H
-
-
-
-
00H
IP0.4
IP0.3
IP0.2
IP0.1
IP0.0
00h
IP1.4
IP1.3
IP1.2
IP1.1
IP1.0
00h
PTS[1:0]
2
1
PINTS[1:0]
Bit 2
Bit 1
PINTS[1:0]
Address: 91h
0
Reset
DPS
00H
外部中断0(INT0)、外部中断1(INT1)脚可于AUX寄存器中之PINTS[1:0]配置至其他I/O。
Package = 20 Pin
PINTS [1:0]
INT0
INT1
0x00
P3.2
P3.3
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SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
0x01
0x10
0x11
P3.0
P1.4
P3.2
P3.1
P1.5
P3.3
Interrupt Enable 0 register(IEN0)
Mnemonic: IEN0
7
6
EA
-
5
-
4
ES0
3
ET1
2
EX1
1
ET0
Address: A8h
0
Reset
EX0
00h
1
-
Address: B8h
0
Reset
00h
EA: EA=0 –禁能所有中断.
EA=1 –使能所有中断.
ES0: ES0=0 –禁能串行口 0 中断.
ES0=1 –使能串行口 0 中断.
ET1: ET1=0 –禁能定时器 1 中断.
ET1=1 –使能定时器 1 中断.
EX1: EX1=0 –禁能外部中断 1.
EX1=1 –使能外部中断 1.
ET0: ET0=0 –禁能定时器 0 中断.
ET0=1 –使能定时器 0 中断.
EX0: EX0=0 –禁能外部中断 0.
EX0=1 –使能外部中断 0.
Interrupt Enable 1 register(IEN1)
Mnemonic: IEN1
7
6
-
5
IEIIC
4
IELVI
3
-
2
-
IEIIC: IIC 中断使能位.
IEIICS = 0 –禁能 IIC 中断.
IEIICS = 1 –使能 IIC 中断.
IELVI: 低压中断使能位.
IELVI = 0 –禁能低压中断.
IELVI = 1 –使能低压中断.
Interrupt request register(IRCON)
Mnemonic: IRCON
7
6
5
IICIF
4
LVIIF
3
-
2
-
1
-
Address: C0h
0
Reset
00H
IICIF: IIC 中断旗标位.
LVIIF: 低压中断旗标位
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SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
9.1.
优先权配置
所有中断来源相组合于以下组中:
Table 9-2: Priority level groups
Groups外部中断 0
定时器 0 中断
外部中断 1
定时器 1 中断
串行口 0 中断
低压中断
IIC中断
通过对SFRs中的IP0或IP1置位或清零，每一组中断都可被独自编程为四个优先级中的一个，如要求相同的优先级被同时接
收，一内部轮询序列将依次确定哪个请求被优先服务.
Mnemonic: IP0
7
6
-
5
IP0.5
4
IP0.4
3
IP0.3
2
IP0.2
1
IP0.1
Address: A9h
0
Reset
IP0.0
00h
Mnemonic: IP1
7
6
-
5
IP1.5
4
IP1.4
3
IP1.3
2
IP1.2
1
IP1.1
Address: B9h
0
Reset
IP1.0
00h
IP1.x
Table 9-3: Priority levels
IP0.x
优先权层级
0
0
1
1
Bit
IP1.0, IP0.0
IP1.1, IP0.1
IP1.2, IP0.2
IP1.3, IP0.3
IP1.4, IP0.4
IP1.5, IP0.5
0
1
0
1
Level0 (最低)
Level1
Level2
Level3 (最高)
Table 9-4: Groups of priority
Group
外部中断 0
定时器 0 中断
外部中断 1
定时器 1 中断
串行口 0 中断
-
低压中断
IIC中断
Table 9-5: Polling sequence
Sequence
轮询序列
Interrupt source
外部中断 0
定时器 0 中断
外部中断 1
定时器 1 中断
串行口 0 中断
低压中断
IIC中断
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SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
10. 电源管理单元
电源管理单元提供两种电源管理模式，即IDLE（待机/空闲）和STOP（停止），并为用户提供省电功能。
Mnemonic: PCON
7
6
SMOD
-
5
-
4
-
3
-
2
-
1
STOP
Address: 87h
0
Reset
IDLE
40h
STOP: STOP 模式控制位。设置此位将运行 STOP 模式，
STOP 位总是读为 0.
IDLE: IDIE 模式控制位。设置此位将运行 IDLE 模式，
IDLE 位总是读为 0
10.1. 待机模式(空闲模式)
使用IDLE（待机模式(空闲模式)）模式可通过对PCON寄存器的IDLE位置位。空闲模式停止MCU的时钟源，但外部的时钟
源依旧保持，由于此时CPU不工作，电源功耗将被降低。当任何一中断信号或者一复位信号时，CPU将退出待机模式（空
闲模式）。
10.2. 停止模式
使用STOP（停止模式）模式可通过对PCON寄存器的STOP位置位。在此模式中，所有的中断源将全部被关闭，CPU将从
一个无时钟的中断（外部中断0/1及低压中断）或者一个重置（看门狗及低压重置）条件下退出该模式。
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SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
11. IIC 功能
这些IIC模块使用SCL（时钟）
和SDA（数据）线来联系其他的IIC界面, 其速度可以由软件设置特殊寄存器
（SFR）中的IICBR[2：
0] ，从而使其高达到400KBpS（最大值）. IIC模块可以是主机也可以是从机，，提供两个中断（RXIF,TXIF），并有两个
地址以作数据传输，它将产生开始，在主机模式中，反复启动和停止信号，在从机模式中，它将检测开始，反复启动和停
止信号， 最大沟通的长度及连接设备的数目被一个最大400pF 的电容所限制
中断向量为6Bh.
Mnemonic
Description
Direct
Bit 7
Bit 6
Bit 5
IIC function
IICCTL
IIC control register
F9h
IICEN
MSS
IICS
IIC status register
F8h
-
MPIF
IICA1
IICA2
IICRWD
IICEBT
IIC Address 1
register
IIC Address 2
register
IIC Read/Write
register
IIC Enaable Bus
Transaction
Bit 3
MAS
AB_EN
BF_E
N
LAIF
RXIF
TXIF
FAh
IICA1[7:1]
FBh
IICA2[7:1]
FCh
MSS
Bit 2
Bit 1
Bit 0
RESET
IICBR[2:0]
RXAK
TXAK
RW,B
B
MATCH1
or RW1
MATCH2
or RW2
IICRWD[7:0]
FDh
Mnemonic: IICCTL
7
6
IICEN
Bit 4
FU_EN
5
4
MAS
AB_EN
2
1
IICBR[2:0]
A0H
60H
00H
Address: F9h
0
Reset
04h
IICEN: IIC 模式使能
ICEN = 1，使能
IICEN = 0，禁止
MSS: 主\从机模式选择
MSS = 1， 选择主机模式
MSS = 0， 选择从机模式
软件必须在设置其他寄存器之前置位
MAS: 主模式的地址选择（仅在主机模式中）
MAS = 0，使用IICA1
MAS = 1，使用 IICA2
AB_EN: 仲裁失去了使能位. (仅主机模式)
当AB_EN位使能, 硬件将检查仲裁丢失位.一旦发生丢失仲裁, 硬件将返回到空闲状态. 如果此位
被清除, 硬件也不会理会仲裁丢失情况.当多主机与从机连接时需设置此位.于单主机与从机时清
除此位.
BF_EN: 总线忙碌使能位. (仅主机模式)
当BF_EN位使能,硬件将不会产生开始信号至总在线直到BF已置低.此位若被清零将永远产生开
始信号至总线当MStart置高.当多主机与从机连接时需设置此位.于单主机与从机时清除此位.
IICBR[2:0]: 波特率选择（仅在主机模式）这里的Fosc 为外部晶体或振荡器的频率，系统默认为Fosc/512
以便用户选择
IICBR[2:0]
Baud rate
000
Fosc/32
001
Fosc/64
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ISSFD-M056
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00H
00H
-
3
BF_E
N
04H
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SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
010
011
100
101
110
111
Mnemonic: IICS
7
6
MPIF
Fosc/128
Fosc/256
Fosc/512
Fosc/1024
Fosc/2048
Fosc/4096
5
LAIF
4
RXIF
3
TXIF
2
RXAK
1
TxAK
Address: F8H
0
Reset
RW
00H
MPIF: 停止条件中断旗标
当停止条件发生此位将置高.此位需由软件清零
LAIF: 仲裁失去中断旗标. (只主机模式)
当仲裁失去条件发生此位将置高.此位需由软件清零
RxIF: 数据接收中断标志位
在IICRWD（IIC 读写数据缓存）载入一个新的接收数据时被置位；软件清零该位后，IIC 中
断标志位（IICIF）将自动清零。
TxIF: 数据传输中断标志位
当所有位于转换寄存器中的位数据被传输时，该位被置位，来自IICRWD(IIC 读/写数据缓
存)的8位数据被下载至转换寄存器中；软件清零该位后，IIC 中断标志位（IICIF）将自动
清零。
RxAK: 接收确认位. 置零,这意味着一个确认信号已经收到在完成8位数据传输总线上后.
TxAK: 传输确认位. 当收到完整的8位数据, 此位将设置(NoAck) 或清除(Ack) 并传输到主机显
示接收状态. 事实上, 它是被作为一个字节的传输在第9位如Fig. 11-1.
RW: 主机模式:
总线忙碌表示位
当侦测到 scl=0 或 sda=0 或总线产生开始信号,此位将置高.当侦测到停止信号,此位将清
零. 此位可由软件清零以使系统回到就绪状态.
从机模式:
从机模式的读取（接收）或写(传输) 在IIC总线. 当此位被清除, 表示从机模式在IIC总线
接收数据.(只从机模式)
Fig. 11-1: Acknowledgement bit in the 9th bit of a byte transmission
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SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
Mnemonic: IICA1
7
6
5
4
3
2
1
IICA1[7:1]
R/W
Address: FAH
0
Reset
Match1 or
A0H
RW1
R or R/W
从机模式:
IICA1[7:1]: IIC 地址寄存器
这是为从机模式的第一个 7-bit 的地址，它在一个地址（来自主机模式）接收后被检测
Match1: 当 IICA1 和来自主机模式方的接收地址匹配时，该位将被硬件置位，当 IIC 总线讀或寫第一筆資料
時，该位将被自动清除。
主机模式:
IICA1[7:1]: IIC 地址寄存器
显示要与它通讯的从机的 7 位地址
RW1: 如模块被设置为 Mstart 或 Rstart bit，该位将被作为从机方的 RW 发送，它在 IIC 地址之后的抵 8th
位显示，如 Fig. 11-2.。它用来告诉从属模式中将来的通信的方向。如设置为 1，模块在主模式中为
接收方，如是 0，模块在主模式中为传输方。
Fig. 11-2: RW bit in the 8th bit after IIC address
Mnemonic: IICA2
7
6
5
Address: FBh
4
IICA2[7:1]
R/W
3
2
1
0
Match2 or RW2
R or R/W
Reset
60h
从机模式:
IICA2[7:1]: IIC 地址寄存器
这是为从机模式的第二个 7-bit 的地址, 它在一个地址（来自主机模式）接收后被检测
Match2: 当 IICA2 和来自主机模式方的接收地址匹配时，该位将被硬件置位，当 IIC 总线讀或寫第一筆資料
時，该位将被自动清除。
主机模式:
IICA2[7:1]: IIC 地址寄存器
显示要与它通讯的从机的 7 位地址
RW2: 如模块被设置为 Mstart 或者 Rstart bit，该位将被作为从机方的 RW 发送，它用来告诉从机模式中
将来的通信的方向。如设置为 1，模块在主模式中为接收方，如是 0，模块在主模式中为传输方。
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SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
Mnemonic: IICRWD
7
6
5
4
3
IICRWD[7:0]
2
1
Address: FCh
0
Reset
00h
IICRWD[7:0]: IIC 读写缓存
在接收（读）模式中，接收的字节存储于此
在传输模式中，该字节通过该 SDA 被转换
Mnemonic: IICEBT
7
6
FU_EN
5
4
3
2
1
-
-
-
-
-
Address: FDH
Res
0
et
00H
主机模式：
00: 保留
01: IIC 模块将致能以便由 SDA 及 SCL 读写数据.
10: IIC 模块将于 SDA 及 SCL 发出开始信号,再送出储存于 IICA1 或 IICA2(由 MAS
位选择)的地址
11: IIC 模块将于 SDA 及 SCL 发出停止信号.
从机模式:
01: FU_EN[7:6] 此两位于从机模式仅能写入 01.其他值是无效的.
注意:
1. FU_EN[7:6] 当总线空闲时,于读写数据前此两位需先写入01;否则,SCL将被
锁住(置低).
2. FU_EN[7:6] 当读写数据后并收到主机之停止信号时此两位需接着再写入01.
3. 在传送数据时(从机模式),于此两位写入01前待传送数据需先写入IICRWD.
4. FU_EN[7:6] 此两位将自动清零,软件需重复写入.
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内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
12. LVI –低压中断
中断向量为63h.
Mnemonic: LVC
7
6
LVI_EN LVI_VS
5
LVRXE
4
LVSIF
3
-
2
-
1
EPSIF
Address: E6h
0
Reset
20H
LVI_EN: 使能低电压中断功能.
0: 禁能低电压检测中断功能.
1: 使能低电压检测中断功能.
LVI_VS: 低电压中断电压等级选择位
0 : 选择低阶为低电压中断电压等级
1 : 选择高阶为低电压中断电压等级
LVRXE: 使能外部低电压重置功能.
0: 禁能外部低电压重置功能.
1: 使能外部低电压重置功能.
LVSIF 低电压状态旗标位
1:表示外部电压低于低电压中断电压
0:表示外部电压高于低电压中断电压
EPSIF: 芯片外部电压等级状态旗标位
1: 表示外部电压低于 3.8V
0: 表示外部电压高于3.9V
高阶：
Symbol
VLVI
VLVR
Notes:
低阶：
Symbol
VLVI
VLVR
Notes:
Parameter
Low Voltage Interrupt Voltage Level
Low Voltage Reset Voltage Level
Min
3.4
3.2
Typ
3.7
3.5
Max
4.0
3.8
Units
V
V
Min
2.1
1.9
Typ
2.3
2.1
Max
2.5
2.3
Units
V
V
The VLVI always above VLVR about 0.2V.
Parameter
Low Voltage Interrupt Voltage Level
Low Voltage Reset Voltage Level
The VLVI always above VLVR about 0.2V.
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SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
13. 在系统编程(Internal ISP)
SM39R4051 可通过内部硬件电路产生 flash 控制讯号.用户利用 flash 控制寄存器,flash 地址寄存器和 flash 数据寄存器在不
需要将 SM39R4051 移出系统的情况下实现 ISP 功能. SM39R4051 提供了可以实现 flash 编程/芯片擦除/页擦除/保护功能
的 flash 控制讯号.用户需要去设计和使用任何 SM39R4051 可以输入数据的接口,然后利用 ISP 服务程序去实现 flash 的编
程/芯片擦除/页擦除/保护功能.
13.1. ISP 服务程序
ISP 服务程序是由用户自行开发并放置于 ISP 服务程序区的韧件. 用户可依需求决定 ISP 服务程序的大小. 另外用户需
将 ISP 服务程序刻录至 SM39R4051 芯片中才可使用 ISP 功能.
由于 ISP 服务程序是由用户自行开发，它需包括 flash 数据寄存器的刻录及 SM39R4051 芯片与上位机的通讯协议. 举
例来说, 使用者使用 SM39R4051 芯片上之 UART 接口与上位机作数据之传送及接收，则 SM39R4051 芯片上之 ISP
服务程序内需有波特率设定，为避免数据传输错误需有数据总合检查或同位检查或其他错误检查机制.
于正常动作模式或空闲模式可启动 ISP 服务程序，于停止模式则不行.
13.2. 锁定位(N)
锁定位 N 有两个功能:一是配置服务程序的大小,另一个则是通过 flash 擦除功能锁定 ISP 服务程序的空间.
ISP 服务程序地址位从$C00 to $FFF. 可被分为 N*256 字节(N=0-4). 当 N 为 0 时没有 ISP 功能.所有的 4K 字节 flash
都被用来做程序存储.当 N 为 1 时,ISP 服务程序占用 256 字节,剩余的 3.75K 字节 flash 可被用做程序存储.ISP 服务程
序的最大空间为 1K 字节(当 N 为 4 时). 在这样的配置下,可用的程序存储空间为 3K 字节.
在 N 定下来后,SM39R4051 会从上往下(从最顶端到地址$FFF)保存 ISP 服务程序空间.ISP 服务程序的开始地址位于
$0C00. 请参考章节 3.1 有关 ISP 服务程序与程序内存之关系图.
锁定位 N 功能不同于 flash 保护功能,flash 擦除功能可以擦除除 ISP 服务程序空间外的所有 flash 记忆体.如 flash 没有
被保护,ISP 服务程序的内容一直可被读.如 flash 被保护,所有的 flash 程序空间包括 ISP 服务程序空间不能被读.
N
0
1
2
3
4
Table 13.1 ISP code area.
ISP service program address
No ISP service program
256 bytes ($F00h ~ $FFFh)
512 bytes ($E00h ~ $FFFh)
768 bytes ($D00h ~ $FFFh)
1.0 K bytes ($C00h ~ $FFFh)
ISP 服务程序配置于 N*256 字节 (N= 0 ~ 4)
13.3. 对 ISP 服务程序编程
在锁定位 N 被设置并 ISP 服务程序被编程后,ISP 服务程序记忆体被自动的保护(锁定).锁定位 N 有它自己的编程/擦除
时序.这不同于 flash 记忆体的编程/擦除时序.因此,被锁定的 ISP 服务程序不可被 flash 擦除功能所擦除.如客户需要擦
除锁定的 ISP 服务程序,他只可以通过烧写器实现.当 SM39R4051 在系统时,客户不可改变 ISP 服务程序.
13.4. 启动 ISP 服务程序
要启动 ISP 服务程序就是要在 ISP 服务程序的开始地址装载程序计数(PC)并执行它.有四种实现的方法:
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Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
(1) 空复位.用首地址为空($000=#FFH)的硬件复位会在 ISP 服务程序的开始地址装载 PC.硬件复位包括内
部(电源或重启)和外部重置端口复位.
(2) 执行 jump 指令可在 ISP 服务程序的开始地址装载 PC
(3) 通过硬件设置进入 ISP 服务程序.用户可通过设置当硬件复位时,将 P1.5 为低 ,SM39R4051 会强行进入
ISP 服务程序. 硬件复位包括内部(电源或重启)和外部键盘复位.在应用系统设计时,用户因该对 P1.5 在
复位时间内防止 SM39R4051 进入 ISP 服务程序.
(4) 通过硬件设置进入 ISP 服务程序.P3.0 在硬件复位时会侦测到 2 个时钟讯号. 硬件复位包括内部(电源
或重启)和外部键盘复位
在硬件复位周期内, 硬件可以侦测 P1.5 及 P3.0 状态. 如果他们满足了上面的其中一个条件,芯片将会自动跳转到 ISP
模式.在 ISP 服务程序被执行后,用户需要对 SM39R4051, 进行复位,通过硬件复位或 WDT,或是’JUMP’至地址$0000 来
实现重启程序.
为了用户的不同应用情况,这里有 6 种不同的进入机制.这个进入方法可以在烧路器或 ISP 中选取.
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
首地址为空例如$0000 = 0xFF. 且由内部重置信号触发.
首地址为空例如$0000 = 0xFF. 且由外部重置信号触发.
P1.5=0. 且由内部重置信号触发.
P1.5=0. 且由外部重置信号触发.
P3.0 输入 2 个时钟. 且由内部重置信号触发.
P3.0 输入 2 个时钟. 且由外部重置信号触发.
13.5. ISP 寄存器– TAKEY, IFCON, ISPFAH, ISPFAL, ISPFD and ISPFC
Mnemonic
TAKEY
IFCON
ISPFAH
ISPFAL
ISPFD
ISPFC
Description
Direct
Time Access Key
register
Interface Control
register
ISP Flash
Address - High
register
ISP Flash
Address - Low
register
ISP Flash Data
register
ISP Flash Control
register
Mnemonic: TAKEY
7
6
Bit 7
Bit 6
Bit 5
ISP function
F7h
Bit 4
Bit 3
Bit 2
Bit 1
Bit 0
RESET
TAKEY [7:0]
8Fh
-
CDPR
E1h
-
-
00H
-
-
-
-
ISPE
ISPFAH [3:0]
00H
FFH
E2h
ISPFAL [7:0]
FFH
E3h
ISPFD [7:0]
FFH
E4h
EMF1
5
EMF2
EMF3
4
3
TAKEY [7:0]
EMF4
2
-
ISPF.2
1
ISPF.1
ISPF.0
00H
Address: F7H
0
Reset
00H
ISP 使能位(ISPE)默认为只读,软件必须连续的对 TAKEY 寄存器写三个特定值 55h,AAH,和 5Ah,使 ISPE 位可写.
这是:
MOV TAKEY, #55h
MOV TAKEY, #AAh
MOV TAKEY, #5Ah
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Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
Mnemonic: IFCON
7
6
CDPR
5
-
4
-
3
-
2
-
Address: 8FH
0
Reset
ISPE
00H
1
-
位 0(ISPE) of IFCON 是 ISP 使能位,用户可通过设置 ISPE 位为 1 使能 SM39R4051 的全部 ISP 功能,通过设置
ISPE 为 0 来禁止全部 ISP 功能.ISPE 的作用象一个加密匙.用户可禁止所有的 ISP 功能以保护软件程序不被意外
的擦除.ISP 寄存器 ISPFAH,ISPFAL,ISPFD,与 ISPFC 默认为只读.软件必须将 ISPE 位设为 1 以使上述 4 个寄存
器为可写.
Mnemonic: ISPFAH
7
6
-
5
-
4
-
Address: E1H
3
2
1
0
Reset
ISPFAH3 ISPFAH2 ISPFAH1 ISPFAH0
FFH
ISPFAH [3:0]: 使用ISP功能之地址高字节
Mnemonic: ISPFAL
7
6
ISPFAL7 ISPFAL6
5
ISPFAL5
4
ISPFAL4
3
ISPFAL3
2
ISPFAL2
1
ISPFAL1
Address: E2H
0
Reset
ISPFAL0
FFH
ISPFAL [7:0]: 使用ISP功能之地址低字节
ISPFAH 与 ISPFAL 提供了 12 位 flash 记忆体地址用做 ISP 功能.这个 flash 记忆体地址不应该包括 ISP 服务程
序空间地址.若 ISPFAH & ISPFAL 寄存器控制的 flash 记忆体地址覆盖了 ISP 服务程序空间的地址.这个 flash 程
序/页擦除等 ISP 功能的执行将会无效.
Mnemonic: ISPFD
7
6
ISPFD7
ISPFD6
5
ISPFD5
4
ISPFD4
3
ISPFD3
2
ISPFD2
1
ISPFD1
Address: E3H
0
Reset
ISPFD0
FFH
ISPFD [7:0]: 使用ISP功能之数值.
ISPFD 寄存器提供 ISP 功能中所需之 8 位数据寄存器.
Mnemonic: ISPFC
7
6
5
EMF1
EMF2
EMF3
4
EMF4
EMF1: 进入机制 (1) 标志位,
EMF2: 进入机制 (2) 标志位,
EMF3: 进入机制 (3) 标志位,
EMF4: 进入机制 (4) 标志位,
ISPF [2:0]: ISP功能选择位.
ISPF[2:0]
000
001
010
011
100
101
110
111
闪存一页有256字节
3
-
2
ISPF[2]
1
ISPF[1]
Address: E4H
0
Reset
ISPF[0]
00H
由复位信号清除. (仅读)
由复位信号清除. (仅读)
由复位信号清除. (仅读)
由复位信号清除. (仅读)
ISP function
Byte program
Chip protect
Page erase
Chip erase
Write option
Read option
Erase option
Finish Flag
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Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
可设定功能选择位如晶振输入输出脚可配置为一般I/O (于1.2节描述)、内部复位时间选择
(于1.4.1节描述)、时钟源来源选择 (于1.5节描述)、
复位脚可配置为一般I/O(于第5章描述)、
看门狗功能启动位(于第8章描述)、或 ISP 进入机制选择(于第13章描述)。
只能读取功能选择位于芯片被加密后.
选择的 ISP 功能在软件对 ISPFC 寄存器写入数据时将会执行一次.
要实现字节编程/页擦除 ISP 功能,用户需要在开始时指定 flash 地址.在实现页擦除功能时,SM39R4051 将除
ISPFAH 与 ISPFAL 寄存器中显示地址所在的整页.
范例. 闪存地址: $YMN
将对地址$Y00 to $YFF 执行页抹除
要实现芯片擦除 ISP 功能,SM39R4051 将擦除除 ISP 服务程序外的所有 flash 程序记忆体. 要实现芯片保护 ISP
功能,SM39R4051 内容将被读为#00H.
范例：将对地址$0105H 执行字节写，写入#22H
MOV TAKEY, #55h
MOV TAKEY, #AAh
MOV TAKEY, #5Ah
MOV IFCON, #01H
MOV ISPFAH, #01H
MOV ISPFAL, #05H
MOV ISPFD, #22H
MOV ISPFC, #00H
;
;
;
;
;
;
启动 ISPE 可写入属性
启动 SM39R4051 ISP 功能
设定闪存高字节地址,01H
设定闪存低字节地址, 05H
设定将写入闪存之资料,资料= 22H
开始将写入闪存之资料#22H 写入地址$0105H
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Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
工作环境
Symbol
Description
Min.
Typ.
Max.
Unit.
Remarks
TA
Operating temperature
-40
25
85
℃
Ambient temperature under bias
VCC
Supply voltage
2.7
5.5
V
23MHz(Max)
VCC
Supply voltage
3.0
5.5
V
25MHz(Max)
DC 电气特性
TA = -40℃ to 85℃, VCC = 5.0V
Symbol
Parameter
Valid
Min
Max
Units
-0.5
0.8
V
0
0.8
V
2.0
VCC + 0.5
V
70%Vcc
VCC + 0.5
V
0.4
V
IOL=5.0mA
VIL1
Input Low-voltage
Port 1,3,4
VIL2
Input Low-voltage
RES, XTAL1
VIH1
Input High-voltage
Port 1,3,4
VIH2
Input High-voltage
RES, XTAL1
VOL
Output Low-voltage
Output High-voltage
using Strong Pull-up(1)
Output High-voltage
using Weak Pull-up(2)
Logic 0 Input Current
Logical Transition
Current
Input Leakage Current
Reset Pull-down
Resistor
Pin Capacitance
Port 1,3,4
VOH1
VOH2
IIL
ITL
ILI
RRST
CIO
ICC
Notes：
Conditions
Vcc=5V
Port 1,3,4
2.4
V
IOH= -16mA
Port 1,3,4
2.4
V
IOH= -280uA
Port 1,3,4
-75
uA
Vin= 0.45V
Port 1,3,4
-650
uA
Vin= 2.0V
Port 1,3,4
±10
uA
0.45V<Vin<Vcc
300
kΩ
10
pF
11
mA
10
mA
3
uA
RES
Power Supply Current VDD
50
Vcc=5V
Freq= 1MHz, Ta= 25℃
Active mode,
12MHz, Vcc=5V, 25 ℃
Idle mode,
12MHz, Vcc=5V, 25 ℃
Power down mode
Vcc=5V, 25 ℃
1. Port in Push-Pull Output Mode
2. Port in Quasi-Bidirectional Mode
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Ver.E SM39R4051 09/2011
SM39R4051/SM39R2051
内嵌 4KB/2KB
具有 ISP 功能的 Flash
和 256B RAM 的 8 位控制器
TA = -40℃ to 85℃, VCC = 3.0V
Symbol
Parameter
Valid
Min
Max
Units
-0.5
0.8
V
0
0.8
V
2.0
VCC + 0.5
V
70%Vcc
VCC + 0.5
V
0.4
V
IOL=3.0mA
VIL1
Input Low-voltage
Port 1,3,4
VIL2
Input Low-voltage
RES, XTAL1
VIH1
Input High-voltage
Port 1,3,4
VIH2
Input High-voltage
RES, XTAL1
VOL
Output Low-voltage
Output High-voltage
using Strong Pull-up(1)
Output High-voltage
using Weak Pull-up(2)
Logic 0 Input Current
Logical Transition
Current
Input Leakage Current
Reset Pull-down
Resistor
Pin Capacitance
Port 1,3,4
VOH1
VOH2
IIL
ITL
ILI
RRST
CIO
ICC
Notes：
Conditions
Vcc=3.0V
Port 1,3,4
2.4
V
IOH= -3.2mA
Port 1,3,4
2.4
V
IOH= -55uA
Vcc=3.0V
Port 1,3,4
-75
uA
Vin= 0.45V
Port 1,3,4
-650
uA
Vin=1.5V
Port 1,3,4
±10
uA
0.45V<Vin<Vcc
300
kΩ
10
pF
10
mA
9
mA
2
uA
RES
Power Supply Current VDD
50
Freq= 1MHz, Ta= 25℃
Active mode,
12MHz, Vcc=3.0V, 25 ℃
Idle mode,
12MHz, Vcc=3.0V, 25 ℃
Power down mode,
Vcc=3.0V, 25 ℃
1. Port in Push-Pull Output Mode
2. Port in Quasi-Bidirectional Mode
Suggest circuit connect：
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