WS51F0030系列物联网MCU的架构和产品信息介绍

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

编辑：fqj