C8051F系列單片機由Silicon Labs公司推出，是業內最小封裝的微控制器 (MCU)（小至 2 mm x 2 mm），不會犧牲性能或集成性。完整的小型封裝產品線包括高達 100 MIPs 的 CPU、12-位 ADC、12-位 DAC 以及其他重要的模擬外圍設備，如集成精密振盪器 (±2%) 和精密溫度感測器 (±2 °C)。還提供成本敏感、引腳兼容的一次性可程式 (OTP) 選項。
C8051F系列單片機已有6種產品選型，高度集成的小封裝C8051F系列單片機經過最佳化，專門套用於消費、汽車和通訊市場中的空間有限、低功耗、低成本的套用中。藉助於經濟高效且專業的開發工具和系統內調試功能，開發變得快速簡單。
基本介紹
- 中文名：C8051F系列
- 所屬：Silicon Labs公司
- 選型：6種產品
- 實質：微控制器
單片機,片內資源,主要特點,CPU,存儲器,交叉開關,數器陣列,匯流排連線埠,轉換器,線上調試,
單片機
片內資源
8~12位多通道ADC
1~2路12位DAC
1~2路電壓比較器
內部或外部電壓基準
內置溫度感測器±3
16位可程式定時/計數器陣列PCA可用於PWM等
3~5個通用16位定時器
8~64個通用I/O口
帶有I2C/SMBusSPI1~2個UART多類型串列匯流排
8~64K Flash存貯器
256~4K數據存貯器RAM
片內時鐘源內置電源監測看門狗定時器
主要特點
高速的20MIPS~25MIPS與8051全兼容的CIP51核心
工作電壓為2.7V~3.6V典型值為3VI/ORSTJTAG引腳均允許5V電壓輸入
全系列均為工業級晶片-45℃~+85℃
CPU
與標準8051完全兼容
高速指令處理能力
標準的8051一個機器周期要占用12個系統時鐘周期執行一條指令最少要一個機器周期CygnalC8051F系列單片機指令處理採用流水線結構機器周期由標準的12個系統時鐘周期降為1個系統時鐘周期指令處理能力比MCS51大大提高。CIP-51核心70% 指令的執行是在一個或兩個系統時鐘周期內完成的，只有四條指令的執行需4個以上時鐘周期。
增加了中斷源
標準的8051隻有7箇中斷源，而Cygnal C8051F系列單片機擴展了中斷處理，這對於實時多任務系統的處理是很重要的。擴展的中斷系統向CIP-51提供22箇中斷源，允許大量的模擬和數字外設中斷。一個中斷處理需要較少的CPU干預，卻有更高的執行效率。
增加了復位源
標準的8051隻有外部引腳復位，Cygnal C8051F系列單片機增加了7種復位源，使系統的可靠性大大提高，每個復位源都可以由用戶用軟體禁止。它的復位源是：
1 片內電源監視
2 WDT看門狗定時器
3 時鐘丟失檢測器
5軟體強制復位
6 CNVSTRAD轉換啟動
7 外部引腳RST復位可雙向復位
8 提供內部時鐘源
標準的8051隻有外部時鐘，Cygnal C8051F系列單片機有內部獨立的時鐘源。C8051F300/F302提供的內部時鐘誤差在2%以內，在系統復位後默認內部時鐘。如果需要，可接外部時鐘並可在程式運行時實現內外部時鐘之間的切換。外部時鐘可以是晶體RCC或外部時鐘脈衝，以上的功能在低功耗套用系統中非常有用。
存儲器
1.數據存貯器
CIP-51具有標準8051的程式和數據地址配置，它包括256位元組的RAM。其中高128位元組用是戶只能用直接定址訪問的SFR地址空間，低128位元組用戶可用直接或間接定址方式訪問，前32個位元組為4個通用工作暫存器區，接下來的16位元組既可以按位元組定址也可以按位定址。
另外C8051F02X系列除了內部有4K數據RAM外片外還可擴展至64K數據RAM
2.程式存貯器
C8051F系列單片機程式存儲器為8K- 64K位元組的Flash存貯器，該存貯器可按512位元組為一扇區編程。可以線上編程且不需在片外提供編程電壓，該程式存貯器未用到的扇區均可由用戶按扇區作為非易失性數據存貯器使用。
交叉開關
1.Cygnal C8051F 系列單片機具有標準的8051 I/O口，除P0、P1、P2、P3之外還有更多擴展的8位I/O口。每個連線埠的I/O引腳都可以設定為推挽或漏極開路輸出，這為低功耗套用提供了進一步節電的能力。
2.最為獨特的是增加了除C8051F2XX外Digtalcrossbar”數字交叉開關，它可將內部數字系統資源定向到P0、P1和P2連線埠I/O引腳並可將定時器、串列匯流排、外部中斷源、AD輸入、轉換比較器輸出都可通過設定Crossbar開關控制暫存器定向到P0、P1、P2的I/O口，這就允許用戶根據自己的特定套用選擇通用I/O連線埠和所需數字資源的組合。
數器陣列
除了通用計數器/定時器之外，C8051F00x/01x/02xMCU還有一個片內可程式計數器/定時器陣列PCA，包括一個專用的16位計數器/定時器，5個可程式的捕捉/比較模組，時間基準可以是下面的六個時鐘源之一：
1，系統時鐘
2，系統時鐘
3，定時器0溢出
4，外部時鐘輸
5，ECI系統時鐘
6，外部振盪源頻率（8C8051F00x/01x沒有後兩個時鐘源）
每個捕捉/比較模組都有4或6種工作方式（邊沿觸發）捕捉軟體定時器高速輸出8位脈衝寬度調製器頻率輸出16位脈衝寬度調製器C8051F00x/01x沒有後兩種工作方式PCA捕捉/比較模組的I/O和外部時鐘輸入可以通過數字交叉開關連到I/O連線埠引腳
匯流排連線埠
C8051F02x系列MCU內部還有第二個UART這是一個增強型全雙工UART具有硬體地址識別和錯誤檢測功能。
轉換器
1.模數轉換器
C8051F系列內部都有一個ADC子系統。除C8051F230/1/6之外由逐次逼近型ADC多通道模擬輸入選擇器和可程式增益放大器組成ADC工作在100ksps的最大採樣速率時可提供真正的8位10位或12位精度ADC完全由CIP-51通過特殊功能暫存器控制系統控制器還可以關斷ADC以節省功耗。
可程式增益放大器增益可以用軟體設定從0.5到16以2的整數次冪遞增當不同ADC輸入電壓信號範圍差距較大或需要放大一個具有較大直流偏移的信號時可程式增益放大器是非常有用的。
A/D轉換可以有4種啟動方式軟體命令定時器2溢出定時器3溢出或外部信號輸入允許用軟體事件硬體信號觸發轉換或進行連續轉換一次轉換完成後產生一個中斷或者用軟體查詢來判斷轉換結束在轉換完成後數據字被鎖存到特殊功能暫存器中對於10位或12位ADC可以用軟體控制數據字為左對齊或右對齊格式。
除了12位的ADC子系統ADC0之外C8051F02x還有一個8位ADC子系統即ADC1它有一個8通道輸入多路選擇器和可程式增益放大器該ADC工作在500ksps的最大採樣速率時可提供真正的8位精度ADC1的基準電壓可以在模擬電源電壓AV+和外部REF引腳之間選擇用戶可以用軟體將ADC1置於關斷狀態以節省功耗ADC1的可程式增益放大器的增益可以被編程為0.512或4ADC1也有靈活的轉換控制機制允許用軟體命令定時器溢出或外部信號輸入啟動ADC1轉換用軟體可以使ADC1與ADC0同步轉換。
2.數模轉換器
C8051F系列內有兩路12位DAC，2個電壓比較器， CPU通過SFRS控制數模轉換和比較器。CPU可以將任何一個DAC置於低功耗關斷方式。DAC為電壓輸出模式時與ADC共用參考電平，允許用軟體命令和定時器2、定時器3、及定時器4的溢出信號更新DAC輸出。
線上調試
CygnalC8051F系列單片機設計有片內調試電路與JTAG口可以實現非侵入式在片”調試。Cygnal提供基於Windows集成的線上開發調試環境，包括IDE軟體與串口適配器EC2、調試目標板，可實現存貯器和暫存器校驗和修改；設定斷點、觀察點、堆疊；程式可單步運行、全速運行、停止等。在調試時的所有的數字和模擬外設都能正常工作，實時反映真實情況。IDE調試環境可做Keil C源程式級別的調試。
對於開發和調試嵌入式套用來說，與用傳統的專用仿真晶片、目標電纜及仿真頭的仿真器相比，更具優越性能，更能真實“在片”仿真實時信息。Cygnal的調試環境既便於使用又能保證精確模擬外設的性能。
Cygnal C8051F系列單片機開發工具即突破了昂貴開發系統舊模式，又創立了低價位仿真新思路。為套用技術的開發提供了極大的方便。
