C8051F單片機(jī)

C8051F系列單片機(jī)　　單片機(jī)自20世紀(jì)70年代末誕生至今，經(jīng)歷了單片微型計(jì)算機(jī)SCM、微控制器MCU及片上系統(tǒng)SoC三大階段，前兩個(gè)階段分別以MCS-51和80C51為代表。隨著在嵌入式領(lǐng)域中對(duì)單片機(jī)的性能和功能要求越來(lái)越高，以往的單片機(jī)無(wú)論是運(yùn)行速度還是系統(tǒng)集成度等多方面都不能滿足新的設(shè)計(jì)需要，這時(shí)Silicon? Labs 公司推出了C8051F系列單片機(jī)，成為SoC的典型代表。
　　C8051F具有上手快(全兼容8051指令集)、研發(fā)快(開發(fā)工具易用，可縮短研發(fā)周期)和見效快(調(diào)試手段靈活)的特點(diǎn)，其性能優(yōu)勢(shì)具體體現(xiàn)在以下方面：
　　基于增強(qiáng)的CIP-51內(nèi)核，其指令集與MCS-51完全兼容，具有標(biāo)準(zhǔn)8051的組織架構(gòu)，可以使用標(biāo)準(zhǔn)的803x/805x匯編器和編譯器進(jìn)行軟件開發(fā)。CIP-51采用流水線結(jié)構(gòu)，70%的的指令執(zhí)行時(shí)間為1或2個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期，是標(biāo)準(zhǔn)8051指令執(zhí)行速度的12倍；其峰值執(zhí)行速度可達(dá)100MIPS(C8051F120等)，是目前世界上速度最快的8位單片機(jī)。
　　增加了中斷源。標(biāo)準(zhǔn)的8051只有7個(gè)中斷源Silicon? Labs 公司 C8051F系列單片機(jī)擴(kuò)展了中斷處理這對(duì)于時(shí)實(shí)多任務(wù)系統(tǒng)的處理是很重要的擴(kuò)展的中斷系統(tǒng)向CIP-51提供22個(gè)中斷源允許大量的模擬和數(shù)字外設(shè)中斷一個(gè)中斷處理需要較少的CPU干預(yù)卻有更高的執(zhí)行效率。
　　集成了豐富的模擬資源，絕大部分的C8051F系列單片機(jī)都集成了單個(gè)或兩個(gè)ADC，在片內(nèi)模擬開關(guān)的作用下可實(shí)現(xiàn)對(duì)多路模擬信號(hào)的采集轉(zhuǎn)換；片內(nèi)ADC的采樣精度最高可達(dá)24bit，采樣速率最高可達(dá)500ksps，部分型號(hào)還集成了單個(gè)或兩個(gè)獨(dú)立的高分辨率DAC，可滿足絕大多數(shù)混合信號(hào)系統(tǒng)的應(yīng)用并實(shí)現(xiàn)與模擬電子系統(tǒng)的無(wú)縫接口；片內(nèi)溫度傳感器則可以迅速而精確的監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度并通過(guò)程序作出相應(yīng)處理，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
　　集成了豐富的外部設(shè)備接口。具有兩路UART和最多可達(dá)5個(gè)定時(shí)器及6個(gè)PCA模塊，此外還根據(jù)不同的需要集成了SMBus、SPI、USB、CAN、LIN等接口，以及RTC部件。外設(shè)接口在不使用時(shí)可以分別禁止以降低系統(tǒng)功耗。與其他類型的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)相同的功能需要多個(gè)芯片的組合才能完成相比，C8051單片機(jī)不僅減少了系統(tǒng)成本，更大大降低了功耗。
　　增強(qiáng)了在信號(hào)處理方面的性能，部分型號(hào)具有16x16 MAC以及DMA功能，可對(duì)所采集信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的算法處理并提高了數(shù)據(jù)傳送能力。
　　具有獨(dú)立的片內(nèi)時(shí)鐘源(精度最高可達(dá)0.5%)，設(shè)計(jì)人員既可選擇外接時(shí)鐘，也可直接應(yīng)用片內(nèi)時(shí)鐘，同時(shí)可以在內(nèi)外時(shí)鐘源之間自如切換。片內(nèi)時(shí)鐘源降低了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，提高了系統(tǒng)可靠性，而時(shí)鐘切換功能則有利于系統(tǒng)整體功耗的降低。
　　提供空閑模式及停機(jī)模式等多種電源管理方式來(lái)降低系統(tǒng)功耗
　　實(shí)現(xiàn)了I/O從固定方式到交叉開關(guān)配置。固定方式的I/O端口，既占用引腳多，配置又不夠靈活。在C8051F中，則采用開關(guān)網(wǎng)絡(luò)以硬件方式實(shí)現(xiàn)I/O端口的靈活配置，外設(shè)電路單元通過(guò)相應(yīng)的配置寄存器控制的交叉開關(guān)配置到所選擇的端口上。
　　復(fù)位方式多樣化，C8051F把80C51單一的外部復(fù)位發(fā)展成多源復(fù)位，提供了上電復(fù)位、掉電復(fù)位、外部引腳復(fù)位、軟件復(fù)位、時(shí)鐘檢測(cè)復(fù)位、比較器0復(fù)位、WDT復(fù)位和引腳配置復(fù)位。眾多的復(fù)位源為保障系統(tǒng)的安全、操作的靈活性以及零功耗系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)極大的好處。
　　從傳統(tǒng)的仿真調(diào)試到基于JTAG接口的在系統(tǒng)調(diào)試。C8051F在8位單片機(jī)中率先配置了標(biāo)準(zhǔn)的JTAG接口（IEEE1149.1）。C8051F的JTAG接口不僅支持Flash ROM的讀/寫操作及非侵入式在系統(tǒng)調(diào)試，它的JTAG邏輯還為在系統(tǒng)測(cè)試提供邊界掃描功能。通過(guò)邊界寄存器的編程控制，可對(duì)所有器件引腳、SFR總線和I/O口弱上拉功能實(shí)現(xiàn)觀察和控制。
　　C8051F系列單片機(jī)型號(hào)齊全，可根據(jù)設(shè)計(jì)需求選擇不同規(guī)模和帶有特定外設(shè)接口的型號(hào)，提供從多達(dá)100個(gè)引腳的高性能單片機(jī)到最小3mmX3mm的封裝，滿足不同設(shè)計(jì)的需要。
　　基于上述特點(diǎn)，Silicon? Labs 公司C8051F系列單片機(jī)作為SoC芯片的杰出代表能夠滿足絕大部分場(chǎng)合的復(fù)雜功能要求，并在嵌入式領(lǐng)域的各個(gè)場(chǎng)合都得到了廣泛的應(yīng)用：在工業(yè)控制領(lǐng)域，其豐富的模擬資源可用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)多種物理量的監(jiān)測(cè)、分析及控制和顯示；在便攜式儀器領(lǐng)域，其低功耗和強(qiáng)大的外設(shè)接口也非常適合各種信號(hào)的采集、存儲(chǔ)和傳輸；此外，新型的C8051F5xx系列單片機(jī)也在汽車電子行業(yè)中嶄露頭角。正是這些優(yōu)勢(shì)，使得C8051單片機(jī)在進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的短短幾年內(nèi)就迅速風(fēng)靡，相信隨著新型號(hào)的不斷推出以及推廣力度的不斷加大，C8051系列單片機(jī)將迎來(lái)日益廣闊的發(fā)展空間，成為嵌入式領(lǐng)域的時(shí)代寵兒
　　此系列單片機(jī)完全兼容MCS-51指令集，容易上手，開發(fā)周期短，大大節(jié)約了開發(fā)成本。C8051F系統(tǒng)集成度高，總線時(shí)鐘可達(dá)25M