C8051F系列

CygnalC8051F(已被Silicon Lab收购)系列单片机是真正能独立工作的片上系统SOCCPU有效地管理模拟和数字外设可以关闭单个或全部外设以节省功耗FLASH存储器，还具有在系线重新编程的能力即可用作程序存储器又可用作于非易失性数据存储。应用程序可以使用MOVC和MOVX指令对FLASH进行读或改写。

一.Cygnal C8051F系列单片机特点

1.片内资源

8~12位多通道ADC

1~2路12位DAC

1~2路电压比较器

内部或外部电压基准

内置温度传感器±3

16位可编程定时/计数器阵列PCA可用于PWM等

3~5个通用16位定时器

8~64个通用I/O口

带有I2C/SMBusSPI1~2个UART多类型串行总线

8~64K Flash存贮器

256~4K数据存贮器RAM

片内时钟源内置电源监测看门狗定时器

2.主要特点

高速的20MIPS~25MIPS与8051全兼容的CIP51内核

内部Flash存贮器可实现在系统编程即可作程序存贮器也可作非易失性数据存贮

工作电压为2.7V~3.6V典型值为3VI/ORSTJTAG引脚均允许5V电压输入

全系列均为工业级芯片-45℃~+85℃

片内JTAG仿真电路提供全速的电路内仿真，不占用片内用户资源，支持断点单步观察点运行和停止等调试命令支持存贮器和寄存器校验和修改

二.有关C8051F系列 CPU

1.与标准8051完全兼容

Cygnal C8051F系列单片机采用CIP51内核，Cygnal指令与MCS51指令系统全兼容可用标准的ASM51Keil C高级语言开发编译C8051F系列单片机的程序

2.高速指令处理能力

标准的8051一个机器周期要占用12个系统时钟周期执行一条指令最少要一个机器周期CygnalC8051F系列单片机指令处理采用流水线结构机器周期由标准的12个系统时钟周期降为1个系统时钟周期指令处理能力比MCS51大大提高。CIP-51内核70% 指令的执行是在一个或两个系统时钟周期内完成的，只有四条指令的执行需4个以上时钟周期。

CIP-51指令与MCS51指令系统完全兼容，共有111条指令。

3.增加了中断源

标准的8051只有7个中断源，而Cygnal C8051F系列单片机扩展了中断处理，这对于时实多任务系统的处理是很重要的。扩展的中断系统向CIP-51提供22个中断源，允许大量的模拟和数字外设中断。一个中断处理需要较少的CPU干预，却有更高的执行效率。

4.增加了复位源

标准的8051只有外部引脚复位，Cygnal C8051F系列单片机增加了7种复位源，使系统的可靠性大大提高，每个复位源都可以由用户用软件禁止。它的复位源是：

1 片内电源监视

2 WDT看门狗定时器

3 时钟丢失检测器

4 比较器0输出电平检测

5 软件强制复位

6 CNVSTRAD转换启动

7 外部引脚RST复位可双向复位

8 提供内部时钟源

标准的8051只有外部时钟，Cygnal C8051F系列单片机有内部独立的时钟源。C8051F300/F302提供的内部时钟误差在2%以内，在系统复位后默认内部时钟。如果需要，可接外部时钟并可在程序运行时实现内外部时钟之间的切换。外部时钟可以是晶体RCC或外部时钟脉冲，以上的功能在低功耗应用系统中非常有用。

三.Cygnal C8051F存储器

1.数据存贮器

CIP-51具有标准8051的程序和数据地址配置，它包括256字节的RAM。其中高128字节用是户只能用直接寻址访问的SFR地址空间，低128字节用户可用直接或间接寻址方式访问，前32个字节为4个通用工作寄存器区，接下来的16字节既可以按字节寻址也可以按位寻址。

另外C8051F02X系列除了内部有4K数据RAM外片外还可扩展至64K数据RAM

2.程序存贮器

C8051F系列单片机程序存储器为8K- 64K字节的Flash存贮器，该存贮器可按512字节为一扇区编程。可以在线编程且不需在片外提供编程电压，该程序存贮器未用到的扇区均可由用户按扇区作为非易失性数据存贮器使用。

四.可编程数字I/O和交叉开关

1.Cygnal C8051F 系列单片机具有标准的8051 I/O口，除P0、P1、P2、P3之外还有更多扩展的8位I/O口。每个端口的I/O引脚都可以设置为推挽或漏极开路输出，这为低功耗应用提供了进一步节电的能力。

2.最为独特的是增加了除C8051F2XX外Digtalcrossbar”数字交叉开关，它可将内部数字系统资源定向到P0、P1和P2端口I/O引脚并可将定时器、串行总线、外部中断源、AD输入、转换比较器输出都可通过设置Crossbar开关控制寄存器定向到P0、P1、P2的I/O口，这就允许用户根据自己的特定应用选择通用I/O端口和所需数字资源的组合。

五.可编程计数器阵列

除了通用计数器/定时器之外，C8051F00x/01x/02xMCU还有一个片内可编程计数器/定时器阵列PCAPCA，包括一个专用的16位计数器/定时器，5个可编程的捕捉/比较模块，时间基准可以是下面的六个时钟源之一：1，系统时钟

2，系统时钟

3，定时器0溢出

4，外部时钟输

5，ECI系统时钟

6，外部振荡源频率（8C8051F00x/01x没有后两个时钟源）

每个捕捉/比较模块都有4或6种工作方式（边沿触发）捕捉软件定时器高速输出8位脉冲宽度调制器频率输出16位脉冲宽度调制器C8051F00x/01x没有后两种工作方式PCA捕捉/比较模块的I/O和外部时钟输入可以通过数字交叉开关连到I/O端口引脚

六.多类型串行总线端口

C8051F系列内部有一个全双工UARTSPI总线和SMBus/I2C总线每种串行总线都完全用硬件实现都能向CIP-51产生中断这些串行总线不共享定时器中断或I/O端口所以可以使用任何一个或全部同时使用。

C8051F02x系列MCU内部还有第二个UART这是一个增强型全双工UART具有硬件地址识别和错误检测功能。

七.模数/数模转换器

1.模数转换器

C8051F系列内部都有一个ADC子系统。除C8051F230/1/6之外由逐次逼近型ADC多通道模拟输入选择器和可编程增益放大器组成ADC工作在100ksps的最大采样速率时可提供真正的8位10位或12位精度ADC完全由CIP-51通过特殊功能寄存器控制系统控制器还可以关断ADC以节省功耗。

C8051F00x/01x/02x还有一个15ppm的基准电压和内部温度传感器并且8个外部输入通道都可被配置为两个单端输入或一个差分输入。

可编程增益放大器增益可以用软件设置从0.5到16以2的整数次幂递增当不同ADC输入电压信号范围差距较大或需要放大一个具有较大直流偏移的信号时可编程增益放大器是非常有用的。

A/D转换可以有4种启动方式软件命令定时器2溢出定时器3溢出或外部信号输入允许用软件事件硬件信号触发转换或进行连续转换一次转换完成后产生一个中断或者用软件查询来判断转换结束在转换完成后数据字被锁存到特殊功能寄存器中对于10位或12位ADC可以用软件控制数据字为左对齐或右对齐格式。

除了12位的ADC子系统ADC0之外C8051F02x还有一个8位ADC子系统即ADC1它有一个8通道输入多路选择器和可编程增益放大器该ADC工作在500ksps的最大采样速率时可提供真正的8位精度ADC1的基准电压可以在模拟电源电压AV+和外部REF引脚之间选择用户可以用软件将ADC1置于关断状态以节省功耗ADC1的可编程增益放大器的增益可以被编程为0.512或4ADC1也有灵活的转换控制机制允许用软件命令定时器溢出或外部信号输入启动ADC1转换用软件可以使ADC1与ADC0同步转换。

2.数模转换器

C8051F系列内有两路12位DAC，2个电压比较器， CPU通过SFRS控制数模转换和比较器。CPU可以将任何一个DAC置于低功耗关断方式。DAC为电压输出模式时与ADC共用参考电平，允许用软件命令和定时器2、定时器3、及定时器4的溢出信号更新DAC输出。

八.全速的在线调试

CygnalC8051F系列单片机设计有片内调试电路与JTAG口可以实现非侵入式在片”调试。Cygnal提供基于Windows集成的在线开发调试环境，包括IDE软件与串口适配器EC2、调试目标板，可实现存贮器和寄存器校验和修改；设置断点、观察点、堆栈；程序可单步运行、全速运行、停止等。在调试时的所有的数字和模拟外设都能正常工作，实时反映真实情况。IDE调试环境可做Keil C源程序级别的调试。

对于开发和调试嵌入式应用来说，与用传统的专用仿真芯片、目标电缆及仿真头的仿真器相比，更具优越性能，更能真实“在片”仿真实时信息。Cygnal的调试环境既便于使用又能保证精确模拟外设的性能。

Cygnal C8051F系列单片机开发工具即突破了昂贵开发系统旧模式，又创立了低价位仿真新思路。为应用技术的开发提供了极大的方便。