C8051F单片机产品概览
C8051F单片机
6、JTAG接口的在系统调试
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6、JTAG接口的在系统调试
C8051F31x器件具有片内Silicon Labs 2线（C2） 接口调试电路，支持使用安装在最终应用系统中的 产品器件进行非侵入式、全速的在系统调试。 Silicon Labs的调试系统支持观察和修改存储器 和寄存器，支持断点和单步执行。不需要额外的目 标RAM、程序存储器、定时器或通信通道。在调试 时所有的模拟和数字外设都正常工作。 当MCU单步执行或遇到断点而停止运行时，所 有的外设（ADC和SMBus除外）都停止运行，以保 持与指令执行同步。
5、系统复位
复位电路将控制器置于一个预定的缺省状态。 1）CIP-51 停止程序执行 2） 特殊功能寄存器（SFR）被初始化为所定义的复位值 3）外部端口引脚被置于一个已知状态 4）中断和定时器被禁止。 5）所有的SFR 都被初始化为预定值 6）I/O 端口锁存器的复位值为0xFF，全部为逻辑‘1’，内部 弱上拉有效，使外部I/O 引脚处于高电平状态。 7) MCU 使用内部振荡器运行在2MHz 作为默认的系统时钟。 8) 看门狗定时器被使能，使用其最长的超时时间。
5、系统复位
3）外部复位 外部/RST 引脚提供了使用外部电路强制MCU 进 入复位状态的手段。 在/RST 引脚上加一个低电平有效信号将导致 MCU 进入复位状态。 尽管在内部有弱上拉，但最好能提供一个外部上 拉和/或对/RST 引脚去耦以防止强噪声引起复位。
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5、系统复位
4）时钟丢失检测器复位 时钟丢失检测器（MCD）实际上是由系统时钟 触发的单稳态电路。 如果系统时钟保持在高电平或低电平的时间大 于100 微秒，单稳态电路将超时并产生复位。
1、概述
3)内部振荡器 在出厂时已经被校准为24.5MHz ± 2%。 器件内还集成了外部振荡器驱动电路，允许使 用晶体、陶瓷谐振器、电容、RC 或外部时钟源产 生系统时钟。 如果需要，时钟源可以在运行时切换到外部振 荡器。 外部振荡器在低功耗系统中是非常有用的，它 允许MCU 从一个低频率（节电）外部晶体源运行 ，当需要时再周期性地切换到高速（可达25MHz） 的内部振荡器。
《C8051F单片机》课件
发效率。
3
常见应用案例
了解C8051F单片机的常见应用案例可以 帮助您更好地理解实际应用场景。
实验操作
实验材料准备
实验步骤
在进行实验操作前，您需要购买 一些电路测试仪器，例如万用表、 示波器等。
您需要按照实验步骤进行实验。 请务必仔细阅读实验说明，以确 保实验的顺利进行。
实验结果分析
在实验结束后，您需要对实验结 果进行分析和总结。这可以帮助 您更好地理解C8051F单片机的工 作原理和应用场景。
C8051F单片机课件
这份PPT课件是针对C8051F单片机开发而制作的。本课程会涵盖硬件设计、接 口设计、软件开发和实验操作等各个方面。通过学习本课程，您将学会如何 使用C8051F芯片，开发出各种电子设备。
C8051F单片机概述
什么是C8051F单片 机？
C8051F单片机是一种集成了 微处理器、存储器和各种输 入输出接口的电路芯片。
基本特性
C8051F单片机有着低功耗、 高速度、高精度、低体积的 基本特性。
应用领域
C8051F单片机应用广泛，包 括汽车电子、医疗设备、智 能家居、工业自动化等各种 领域。
硬件设计
电路原理
了解C8051F单片机的电路结构和 原理非常重要。掌握这些知识可 以帮助您更好地设计硬件电路。
接口设计
单片机的接口设计是硬件设计的 重要部分。不同的接口设计会影 响到整个电路的稳定性和性能。
Q& A
1 常见问题解答
在学习C8051F单片机的过程中，您可能会遇 到一些问题。我们为您准备了一些常见论与交流
与其他学习者进行讨论和交流，可以帮助您 更好地理解C8051F单片机的应用和工作原理。
总结
第2章 C8051F单片机的结构与原理
常用的特殊功能寄存器
ACC (Accumulator)累加器：存放运算操作数和结果。 B (B Register)寄存器：乘除法中与ACC配合使用。 SP（Stack Pointer）8位堆栈指针：复位值为0x07，使用时根 据需要可重新赋值。数据入栈，SP加1，与80X86相反。
DPTR (Data Pointer)16位数据指针：访问外部存储器的地址指
复位值
00000000
SFR地址：0xD0
位7 位6 位5 位4 位3 位2 位1
位7（ CY）：进位标志
• 有进/借位（减法）时，臵1。
位6（ AC）：辅助进位标志
• 向高半字节有进/借位时，臵1。
位5、1（ F0、F1）：用户标志
•可供用户编程使用的通用标志位。 21
PSW的各位定义 （２）
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1．XRAM存储器空间的访问
16位形式的MOVX指令，访问DPTR 指向的存储器 单元。 如：
MOV DPTR，#1234h
MOVX A，@DPTR
；立即数0x1234 → DPTR
；（0x1234）→ A
8位形式的MOVX指令，用EMIOCN存放待访问地址 的高8位，由R0或R1给出待访问地址的低8位。如：
寻址方式和对PSW标志的影响。
指令时序与标准8051不同， CIP-51中机器周期与时
钟周期相等，MCS-51中机器周期=12×时钟周期。
采用流水线结构，大多数指令执行所需的时钟周期数 与指令的字节数一致。 条件转移指令，不发生转移时 比发生转移时少一个时钟周期。
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2.3.1 寻址方式 (1)
PRTSEL EMD2 EMD1 EMD0 EALE1 EALE2
C8051F单片机简介
C8051F021 25 64k 4352 √ 1 1 2 5 1 20 32 12 100 8 1 1 12 2 2 TQFP64
C8051F022 25 64k 4352 √ 1 1 2 5 1 20 64 10 100 8 1 1 12 2 2 100TQFP C8051F023 25 64k 4352 √ 1 1 2 5 1 20 32 10 100 8 1 1 12 2 2 TQFP64
C8051F005 25 32k 2304 - 1 1 1 4 1 20 32 12 100 8 1 1 12 2 2 TQFP64
C8051F006 25 32k 2304 - 1 1 1 4 1 20 16 12 100 8 1 1 12 2 2 TQFP48
C8051F007 25 32k 2304 - 1 1 1 4 1 20 8 12 100 4 1 1 12 2 1 LQFP32
C8051F226 25 8k 1280 - - 1 1 3 - 20 32 8 100 32 - - - - 2 TQFP48
C8051F230 25 8k 256 - - 1 1 3 - 20 32 - - - - - - - 2 TQFP48
C8051F231 25 8k 256 - - 1 1 3 - 20 22 - - - - - - - 2 LQFP32
C8051F020概述
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特殊功能寄存器
SFRs 提供了MCU 资源与外设的控制与数据交换
C8051F020的特殊功能寄存器比典型的8051多两倍左右
C8051F020 增加的SFRS提供了 访问配置并访问此MCU 的子系统的 功能.
这一特性容许它在增加新的功能后还保留了与MCS-51 指 令集兼容的特点。
以0X0或0X8结尾的特殊功能寄存器(例如: P0, TCON, P1, SCON, IE, 等.) 即可以按字节寻址也可以按位寻址
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特殊功能寄存器
F8 F0 E8 E0
SPI0CN
B ADC0CN ACC
PCA0H
SCON1 PCA0L XBR0
PCA0CPH0
SBUF1 PCA0CPL0 XBR1
TL2 ADC0GTL ADC0CF
DAC1L
TH2 ADC0GTH P1MDIN P74OUT
DAC1H
DAC1CN
SMB0CR
SMB0ST A
SADEN0 OSCXCN SADDR0
ADC0LTL ADC0L FLSCL SADEN1
ADC0LTH ADC0H FLACL EMI0CN
B8
B0
A8 A0
8-bit SAR模拟—数字转换器 (ADC1) 端口1可以被配置为模拟输入 8通道输入多路复用器和可编程增益放大器 ADC 通过它的SFRS进行配置
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数字—模拟转换器
2个 12-bit 数字—模拟 转换器：DAC0 和 DAC1
DAC通过 VREFD 输 入引脚提供参考电压 DACs 可以作为比较器 参考输入
同时端口1的引脚可以 用作ADC1的模拟输入
C8051单片机基础C8051F单片机结构及原理详解
2.2 C805lF单片机的结构与原理
2.2.1 C8051F02x单片机的组成与结构 C8051F020单片机以8051内核为中心，
通过SFR总线、外部数据存储器总线、系 统时钟线、复位线等与64KB闪存、4KB XRAM、数字功能模块(UART、SPI、定时器 等)、模拟功能模块(比较器、A/D、D/A 等)、片上时钟系统和JTAG逻辑电路等相 连。是一个完整的单片机片上系统，可以 用作为一个闭环测量控制系统。
2.1 C8051F的CIP-51内核
2.1.3 CIP-51内核的基本部件
5．流水线结构 CIP-51采用了流水线处理结构，用
于控制和管理取指令和执行指令的过程。 其已经没有机器周期时序，指令执行的最 小时序单位为系统时钟，大部分指令只要 1个～2个系统时钟即可完成。在流水线结 构中包括指令寄存器和指令译码器。
2.1 C8051F的CIP-51内核
2.1.3 CIP-51内核的基本部件
6．中断系统 中断系统的主要作用是对外部或内
部的中断请求进行管理与处理。C8051F系 列单片机的中断系统可以满足一般控制应 用的需要，C8051F系列单片机的中断源最 多可达22个。
2.1 C8051F的CIP-51内核
2.2 C805lF单片机的结构与原理
2.2.2 引脚定义及功能
下面对部分专用引脚的功能进一步说明。 (1)VDD和GND各为3个引脚，使用时建议全部
接上，这样可提高抗干扰能力。 (2)如果在系统中没有使用模拟部分，芯片的
模拟电源V+和模拟地AGND也要连接。 (3)VREF端也可以作为带隙电压基准输出驱动
C8051F系列
C8051F系列[编辑本段]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ADC1~2路12位DAC1~2路电压比较器内部或外部电压基准内置温度传感器±316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CPU1.与标准8051完全兼容Cygnal C8051F系列单片机采用CIP51内核Cygnal专利与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% 的指令执行是在一个或两个系统时钟周期内完成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C8 051F300/F302提供的内部时钟误差在2%以内在系统复位时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的切换外部时钟可以是晶体RCC或外部时钟以上的功能在低功耗应用系统中非常有用。
C8051FMCU之系列仿真器介绍
C8051F MCU 之系列仿真器介绍C8051F 单片机是完全集成的混合信号系统级芯片 （SoC ），具有与MCS-51完全兼容的指令内核。
该系列单片机采用流水线处理（pipe line ）技术，不再区分时钟周期和机器周期，能在执行指令期间预处理下一条指令， 从而提高了指令执行效率。
大部分C8051F 单片机具备控制系统所需的 模拟和数字外设，包括看门狗、 ADC 、DAC 、电压比较器、电压基准输出、 定时器、PWM 、定时器捕捉和方波输出等，并具备多种总线接口，包括UART 、 SPI 、SMBus （与I2C 兼容）总线以及CAN 总线。
C8051F 系列单片机采用 FLASH ROM 技术，集 成JTAG ，支持在线编程。
本文重点说明一下 C8051F 开发工具的选择及各版本之间的异同， 以方便开发者选购。
下面所说的开发工具，均以原厂Silicon Laboratories （2003 和Cygnal 兼并）公司为主，国内有兼容的开发工具，可以对号入座。
1、Serial Adapter EC2此产品属于Silabs 公司第一代产品，现在这个基本上属于停产的产品，市场上有的Hn # Description 13.3-to3.a VD 匚 hpLii 2 1 fl GlSD fGraund'i 4 TDK (C2D) 5 TMS 5TOO 7TDI (C2CK) aiol\ot Cannsrfad注資：1脚的电馬为输入Table 1. RS232 Sana! Adapter DEBUG Connector Pin DescnptionaDEBUG mnnacla-冋gure 1. RS232 Serial Adapter Connectors话，价格也相对偏高。
不合适！还有一个值得提醒大家的是（也是好多朋友问本空间的开发器为什么1脚为NC ,特做此声明），注意这个DEBUG 的调试接口的关系，在第一脚3.0 to 3.6 VDC In put ，搞过RS232接口的朋友都应该知道，串行口不能向设备提供大电流电源 的（通常的窃电电路也只是小电流方式 ），所以在官方的开发板上都有如下有这个关系。
C8051F360单片机介绍ppt资料
48脚TQFP（C8051F360/3）
➢ 温度范围
-40°C - +85°C
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内部资源总体介绍
➢ 高速8051微控制器内核
流水线指令结构；70%的指令的执行时间为一个或两个 系统时钟周期
可设置为100MIPS和50MIPS两种模式下工作 扩展的中断系统 2个时钟周期的16×16位乘法器
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外部数据数据存储器
➢ 复用模式
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外部数据数据存储器
➢ 非复用模式
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外部数据数据存储器和片内XRAM
➢ 存储器模式选择－－只用内部XRAM ➢ 当EMI0CF [3:2]被设置为‘00’时，所有MOVX指令都将访问器
件内部的XRAM空间。 ➢ 存储器寻址的地址大于实际地址空间时将以1K为边界回绕。例
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写SWRSF位。
复位源使能/标志寄存器
➢位3：WDTRSF：看门狗定时器复位标志
0：最后一次复位不是来自WDT超时；1：最后一次复位来自WDT超时。 ➢位2：MCDRSF：时钟丢失检测器标志 写：0：禁止时钟丢失检测器；1：使能时钟丢失检测器。 读：0：最后一次复位不是来自时钟丢失检测器超时；1：最后一次 复位来自时钟丢失检测器超时。 ➢位1：PORSF：上电复位/VDD监视器复位标志 该位在上电复位后被置位（自动？）。对该位写入可以使能/禁止 VDD监视器作为复位源。注意：在VDD监视器被使能和稳定之前向该 位写1可能导致系统复位。 0：读：最后一次复位不是上电复位或VDD监视器复位；写：VDD监 视器不作为复位源。 1：读：最后一次复位是上电或VDD监视器复位，所有其它复位标志 是不确定的；写：VDD监视器为复位源。 ➢位0：PINRSF：硬件引脚复位标志 0:最后一次复位不是来自/RST引脚;1:最后一次复位来自/RST引4脚9 。
改良创新后的51单片机-----C8051F
改良创新后的51单片机-----C8051FMCS-51单片机及其衍生产品在我国乃至世界范围获得了非常广泛的应用，尤其在我国，大部分大专院校都采用MCS-51单片机作为教学机型,大部分单片机系统工程师都熟悉MCS-51单片机。
随着一些髙集成度、髙性能的8位和16位RISC单片机的推出,基于8051内核的单片机正面临着退出市场的境地。
因此一些半导体公司开始对传统8051内核进行大的改造,主要是提高速度和增加片内模拟和数字外设,以期大幅度提高单片机的整体性能.Silabs集成产品公司推出的C8051F单片机是这类MCS-51单片机的典型代表,也是目前功能最全,速度最快的8051衍生单片机。
C8051F单片机的出现令业界人士耳目一新，使广大单片机系统设计人员看到了MCS-51单片机的曙光。
C8051F单片机简介C8051F单片机是完全集成混合信号系统级芯片（SoC），具有与8051兼容的高速CIP-51内核，于MCS－51指令集完全兼容，可以使用标准803×805X汇编器和编译器进行软件开发。
除了具有标准8051的数字外设部件之外，片内还集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其它数字外设及功能部件。
这些外设或功能部件包括模拟多路选择器、可编程增益放大器、ADC、DAC、电压比较器、电压基准、温度传感器、SMBUS、12C、UART、SPI、定时器、可编程计数器、定时器阵列(PCA) 、数字I/O端口、电源监视器、看门狗定时器(WDT)和时钟振荡器等。
所有器件都有内置的FLASH程序存储器和256字节的内部RAM，有些器件内部还有位于外部数据存储器空间的RAM，即XRAM。
C8051F单片机的主要特点C8051F单片机中有丰富的模拟和数字资源，并采用了一些在单片机中前所未有的新技术，在CPU内核的内部和外部有几项关键性的改进。
提高了整体性能，更易于在最终使用中使用。
下面对C8051F单片机的主要特点加以介绍。
第10讲 C8051F单片机的定时器计数器
例3 在频率为12MHz 的标准51单片机上，在P1.0引脚上输出周期为2.5S，
占空比为20％的脉冲信号。
解：
中断次数加1
次数＝高电平?
P1.0=0
次数＝周期?
P1.0=1
返回
#include <c8051f020.h> sbit WAVE = P1^0; uchar period = 250; uchar high = 50; uchar overflow_count = 0; void main( void ) { WDTCN = 0xde; //关看门狗 WDTCN = 0xad; XBR2 = 0x40; //使能端口输出 CKCON&=0xef; //T1的计数源选择系统脉冲的12分频 TMOD=0x10; //T1方式1 WAVE =0; TH0 = ( 65536 – 10000 ) / 256; //初值 TL0 = ( 65536 – 10000 ) % 256; IE|=0x88; //允许T1中断 IP|=0x08; //TF1中断为高级中断 while(1); //死循环，等待中断，产生方波 }
WAVE = 1;
} }
10.4 定时器/计数器T2和T4
10.4.1 概 述
定时器/计数器T2 和T4的结构基本相同，具有三种工作方式： 自动重装初值的16位定时器/计数器方式、 带捕捉的16位定时器/计数器方式 波特率发生器方式
{
CKCON&=0xf7; //T0计数源选择系统脉冲的12分频 TMOD=0x01; TH0=0xf8; TL0=0x30; TCON|=0x10; } //启动T0，可用TR0=1代替 //T0，方式1 //初值
给定时器赋初值的语句也可以采用如下方法：
C8051F系列单片机资料
TCK TMS TDI TDO AV+AV+VDD VDD VDD DGND DGND DGND AGND AGND /RSTXTAL1XTAL2P2.0P2.7P1.0/AIN1.0P1.7/AIN1.7P0.0P0.7DAC1AIN0.0AIN0.1AIN0.2AIN0.3AIN0.4AIN0.5AIN0.6AIN0.7DAC0CP0+CP0-CP1+CP1-VREF P3.0P3.7MONENVREF1VREFD VREF0P7.0/D0P7.7/D7P5.0/A0P5.7/A7P6.0/A8P6.7/A15P4.5/ALE P4.6/RD P4.7/WR P4.0P4.4ANALOG PERIPHERALS-12-bit ADC±1LSB INL; No Missing CodesProgrammable Throughput up to 100kspsEight External Inputs; Programmable as Single-Ended orDifferentialProgrammable Amplifier Gain: 16, 8, 4, 2, 1, 0.5 Data Dependent Windowed Interrupt Generator Built-in Temperature Sensor (± 3°C) -8-bit ADC±1LSB INL; No Missing CodesProgrammable Throughput up to 500ksps Eight External InputsProgrammable Amplifier Gain: 4, 2, 1, 0.5 - Two 12-bit DACsCan Synchronize Outputs to Timers for Jitter-Free WaveformGeneration - Two Comparators- Internal Voltage Reference- VDD Monitor/Brown-out DetectorON-CHIP JTAG DEBUG & BOUNDRY SCAN- On-Chip Debug Circuitry Facilitates Full Speed, Non-Intrusive In-System Debug (No Emulator Required!)- Provides Breakpoints, Single Stepping, Watchpoints, Stack Monitor - Inspect/Modify Memory and Registers- Superior Performance to Emulation Systems Using ICE-Chips, Target Pods, and Sockets- IEEE1149.1 Compliant Boundary Scan -Low Cost, Complete Development KitHIGH SPEED 8051 µC CORE- Pipelined Instruction Architecture; Executes 70% of Instructions in 1 or 2 System Clocks- Up to 100MIPS Throughput with 100MHz System Clock - Expanded Interrupt HandlerMEMORY- 8448 Bytes Internal Data RAM (256 + 8k)- 128k Bytes FLASH; In-System Programmable in 512-Byte Sectors - External Parallel Data Memory InterfaceDIGITAL PERIPHERALS- 64 Port I/O (All are 5V Tolerant with High Sink Current)- Hardware SMBus TM (I2C TM Compatible), SPI TM , and Two UART Serial Ports Available Concurrently- Programmable 16-bit Counter/Timer Array with Six Capture/Compare Modules- Five General Purpose 16-bit Counter/Timers- Dedicated Watch-Dog Timer; Bi-directional Reset - Real-Time Clock Mode using Timer 3 or PCACLOCK SOURCES- Internal Oscillator: 24.5Mhz, 2% Accuracy Supports UART Operation - On-Chip Programmable PLL: up to 100MHz - External Oscillator: Crystal, RC, C, or Clock SUPPLY VOLTAGE .........................2.7V to 3.6V - Typical Operating Current: 50mA @ 100MHz -Typical Stop Mode Current: <0.1uA100-Pin TQFPTemperature Range: –40°C to +85°C4.12.2002SELECTED ELECTRICAL SPECIFICATIONS TA = -40°C to +85°C unless otherwise specified.PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITSGLOBAL CHARACTERISTICS Supply Voltage 2.7 3.6 V Supply Current (CPU active) Clock=100MHz Clock=1MHz Clock=32kHz 50 1 25 mAmA µASupply Current (shutdown) Oscillator off; VDD Monitor Enabled Oscillator off; VDD Monitor Disabled 10 <0.1 µAµAClock Frequency Range DC 100 MHz INTERNAL CLOCKS Oscillator Frequency 24.0 24.5 25.0 MHz PLL Frequency 96 98 100 MHz A/D CONVERTERResolution 12 bits Integral Nonlinearity ± 1 LSB Differential Nonlinearity Guaranteed Monotonic ± 1 LSB Signal-to-Noise Plus Distortion 66 69 dB Throughput Rate 100 kspsD/A CONVERTERSResolution 12 bits Differential Nonlinearity Guaranteed Monotonic ± 1 LSB Output Settling Time 10 µS COMPARATORS Supply Current (each Comparator) 1.5 µA Response Time (CP+) – (CP-) = 100mV 4.0 µSC8051F120DK DEVELOPMENT KITSMBus is a trademark of Intel Corp.; I2C is a trademark of Philips Semiconductors, Inc.; SPI is a trademark of Motorola, Inc.。
C8051F单片机产品概览
C8051F配置向导
1. 选择器件型号
2. 选择外设并选择相关的内容
3. 配置向导
自动产生MCU及外设的初始 化代码(C及汇编)
21
U-EC6烧录/下载程序
22
结束语
C8051F单片机功能齐全，性能优异，开发、调试方便， 是真正的混合信号片上系统，将在仪器仪表、工业控制、嵌 入式Internet、无线传感器网络等领域获得广泛的应用。
48 MIPS, 64kB Flash
50MIPS, 128kB Flash
25MIPS, 128kB Flash
25MIPS, 16kB Flash
Communicate
通信
其它
UART, SPI, SMBus
2% Osc, 3x3 ~ 5x5 mm 封装
EMIF, 2 UARTs, SPI, SMBus
C8051F单片机的整体性能超过很多16位单片机，甚至 可以在一些应用中取代低速的16位DSP器件。
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Capture → Compute → Communicate
11
集成模拟外设的优点
♦ 数据采集 一般可以不用外部模拟部件
Vref, 模拟 MUX, 可编程增益放大器 (PGA)
免去系统校准
节省MIPS 和存储器
高速采样
多通道采样 过采样和求均值
有利于节电设计
ADC 窗口比较器监视模拟条件 模拟比较器监视 I/O条件
on unused peripherals
On-Chip Debug
VIO pin
DACs
Using a PWM with LPF has
too low bandwidth for good resolution
第一章 概述
1.1 C8051F系列单片机简介 1.1.3 C8051F系列单片机的特点 用软件配置选择引脚功能的方法是 在多数单片机(C8051F2xx除外)中引入了 功能选择开关(也称交叉开关)。这是一个 数字开关网络，允许将内部数字系统资源 分配给端口I/O引脚。
1.1 C8051F系列单片机简介 1.1.3 C8051F系列单片机的特点 与具有标准复用数字I/O的微控制器 不同，这种结构可支持所有的功能组合， 可通过设置功能选择开关寄存器，将片 内的计数器／定时器、串行总线等数字 信号配置到I/O引脚。用户可以根据自己 的特定应用选择通用I/O端口和所需数字 资源的组合。
1.1 同时选择外部时钟振荡器，外部振荡器 可以使用晶体、陶瓷谐振器、电容、RC或外部 时钟源产生系统时钟。 如有需要，在程序运行时，可以实现时钟 的内、外切换。此功能在低功耗系统中是非常 有用的，允许MCU采用一个低频率(节电)外部晶 体振荡器工作，当需要时再周期性地切换到高 速(可达16 MHz)的内部振荡器。
1.1 C8051F系列单片机简介 1.1.2 C8051F系列单片机的组成 转换位数有8位、10位、12位、16位 和24位几种。 外部输入通道数有2路、8路、16路 和32路几种，可被配置为单端输入或差 分输人。 所有的A/D转换模块内部都配了可 以用软件改变放大倍数的可编程增益放 大器。
1.1 C8051F系列单片机简介 1.1.2 C8051F系列单片机的组成 部分C8051Fxxx型号内部有两个12位 数模转换器，MCU可以将任何一个DAC置于 低功耗关断方式。 C8051F02x的DAC有灵活的输出更新 机制，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。
c8051f单片机原理及应用
c8051f单片机原理及应用C8051F单片机是由Silicon Laboratories公司推出的一款高性能、低功耗、集成度高的8位单片机系列，它采用了高速8051内核，具有快速的执行速度和高效的计算能力，适用于各种应用领域。
本文将详细介绍C8051F单片机的原理和应用。
一、C8051F单片机原理1.8051内核C8051F单片机采用了高速的8051内核，它包含了一个中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出端口、定时器/计数器、串行接口等模块。
8051内核具有简单易学、易于控制和可靠性高等特点，被广泛应用于各种嵌入式系统中。
2.存储器C8051F单片机的存储器包括闪存、RAM和EEPROM。
其中，闪存用于存储程序代码，RAM用于存储数据，EEPROM用于存储非易失性数据。
C8051F单片机的存储器容量从4KB到128KB不等，可以满足不同应用的需求。
3.输入/输出端口C8051F单片机的输入/输出端口包括数字输入/输出端口和模拟输入/输出端口。
数字输入/输出端口用于连接数字设备，模拟输入/输出端口用于连接模拟设备。
C8051F单片机的输入/输出端口可以通过软件配置，实现各种功能。
4.定时器/计数器C8051F单片机的定时器/计数器包括多个独立的定时器和计数器，它们可以通过软件配置，实现各种计时和计数功能。
5.串行接口C8051F单片机的串行接口包括SPI接口、I2C接口和UART接口。
它们可以用于与外部设备进行通信，实现数据交换和控制。
二、C8051F单片机应用C8051F单片机广泛应用于各种嵌入式系统中，例如：工业控制、智能家居、医疗设备、电子仪器等。
1.工业控制C8051F单片机可以用于各种工业控制系统中，如温度控制、湿度控制、压力控制等。
它具有高速的运算能力和丰富的输入/输出端口，可以实现复杂的控制算法和实时控制。
2.智能家居C8051F单片机可以用于智能家居系统中，如智能灯光控制、智能窗帘控制、智能门锁控制等。
C81F单片机
在一次上电复位之后的MCU初始化期间，WDT可以被 永久性使能。
12
1、概述
3)内部振荡器 在出厂时已经被校准为24.5MHz ± 2%。 器件内还集成了外部振荡器驱动电路，允许使
用晶体、陶瓷谐振器、电容、RC 或外部时钟源产 生系统时钟。
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1、概述
2、速度提高 CIP-51 采用流水线结构，与标准的8051 结构相比指 令执行速度有很大的提高。在一个标准的8051 中，除 MUL 和DIV 以外所有指令都需要12 或24 个系统时钟 周期，最大系统时钟频率为12-24MHz。而对于CIP51 内核，70%的指令的执行时间为1 或2 个系统时钟 周期，只有4 条指令的执行时间大于4 个系统时钟周 期。
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2、IO口
推挽输出方式
1
0
1
10
01 01
DGND VDD
15
2、IO口
0 0 10
漏极开路输出
1 01
DGND 高阻
16
2、IO口
0 1 1
数字输入
1 0
17
3、优先权交叉开关பைடு நூலகம்置
1. C8051F单片机有大量的数字资源需要通过4个 低端I/O端口P0、P1、P2和P3才能使用。
2. P0、P1、P2和P3中的每个引脚既可定义为通 用的端口I/O（GPIO）引脚，又可以分配给一 个数字外设或功能（例如：UART0 或/INT1）。
7
1、概述
1、 与8051 完全兼容 •C8051F31x系列器件使用Silicon Labs的专利CIP51 微控制器内核。 •CIP-51 与MCS-51TM指令集完全兼容，可以使用 标准803x/805x的汇编器和编译器进行软件开发。 •CIP-51 内核具有标准8052 的所有外设部件，包括 4 个16 位计数器/定时器、一个具有增强波特率配置 的全双工UART、一个增强型SPI端口、1280 字节内 部RAM、128 字节特殊功能寄存器（SFR）地址空 间及29/25 个I/O端口。
c8051f单片机中文资料下载
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C8051F单片机外设 —— CAN控制器 电子发烧友 电子技术论坛
¾ C8051F单片机集成标准的Bosch CAN控制器，支持 CAN2.0A/B标准。
(HVDA)，可接受60V的差动模拟电压输入。 ¾ 集成越限检测器，可监视模拟量的变化范围，越限能产生中断。 ¾ C8051F06x系列集成DMA接口，提高对转换结果的读取效率。 ¾ ADC转换启动方式：软件设置寄存器位启动；定时器溢出启动；外部
管脚信号启动。
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9 边沿触发：用来捕获输入信号的上升或下降沿及其时刻。 9 软件定时器：完成一个基本定时器功能。 9 高速输出：输出高速可调间隔的信号。 9 频率输出：输出占空比为50%，频率可调的信号。 9 8位PWM：输出一个周期为8位定时器深度，占空比可调的PWM信号。 9 16位PWM：输出一个周期为16位定时器深度，占空比可调的PWM信号。 ¾ PCA的时钟源可以是系统时钟分频、定时器溢出、外部时钟输入、外部振荡器分频等。 ¾ PCA产生的PWM输出可方便地实现马达驱动控制，完成马达驱动控制中的死区补偿。 ¾ PWM输出与ADC等配合可实现充电器等DC/DC的设计。
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目录 电子发烧友 电子技术论坛
¾ 概述 ¾ C8051F单片机的特点 ¾ C8051F单片机外设 ¾ 适合各种应用的单片机系列 ¾ C8051F单片机的调试和编程 ¾ 基于C8051F单片机的解决方案
第十部分C8051F系列SOC单片机教学课件
兆指令/秒，有的型号最高执行速度可达100 兆指令/秒； 4) 增加了流水线结构，70%指令的执行时间为 1～2个系统时钟周期；
5) 与模/数、数字外设有关的SFR移到核外，通 过SFR接口与CPU交换信息；
C8051F单片机大部分系列都有位于片上的核 外数据存储器空间RAM（XRAM），除此还可向 外扩展64KB RAM。存储器接口就是用于控制和 管理片上和片外的数据存储器，需要用MOVX访 问。
5）流水线结构 在CIP-51中采用流水线结构，使多条指令并
行执行，大大提高了单片机的执行速度。
6）中断系统 C8051F系列单片机的中断系统可以满足一般
1、指令运行速度高
由于C8051Fxxx单片机采用流水线结构，废 除了机器周期的概念，指令以时钟周期为运行 单位，由标准的12个系统时钟周期降为 1 个 系统时钟周期，处理能力大大提高。在相同时 钟下，指令运行速度比一般的80C51系列单片 机提高大约10倍。70％指令的执行时间为 1 个或 2 个系统时钟周期，只有4条指令的执行 时间大于4个系统时钟周期。
10.1 C8051F系列单片机简介
10.1.1 C8051F系列单片机的诞生
美国 Silabs 公司推出的C8051F系列单片机， 把 C8051F 系列单片机从微控制器（MCU）时代推 向片上系统（ SOC ）时代，使其以8051为内核的 单片机上了一个新的台阶。
SOC即 System On Chip 的缩写，即把计算机常 用的一些数字模拟设备全部都做在一块芯片上， 使之成为一个完整的模拟数据采集与控制系统。
基于C8051F的单片机温度测量系统
基于C8051F的单片机温度测量系统一、引言单片机是一种集成了微处理器、存储器和各种外设接口的集成电路芯片，具有体积小、功耗低、成本低等优势，在各个领域得到广泛应用。
温度测量是许多领域中必不可少的一项任务，如工业控制、环境监测、医疗设备等。
本文将介绍一种基于C8051F单片机的温度测量系统的设计与实现。
二、C8051F单片机概述C8051F系列是由Silicon Laboratories公司开发的一种高性能、低功耗的8位单片机。
它采用了高度集成的架构，包括CPU、存储器、模拟和数字外设等，能够满足各种应用的需求。
C8051F系列单片机具有丰富的通信接口和强大的计算能力，是温度测量系统设计的理想选择。
三、温度传感器（TMP36）介绍温度传感器是测量温度的重要组成部分，常用的温度传感器有热电偶、热敏电阻、温度传感芯片等。
本系统采用TMP36温度传感器，它是一种低成本、精度高的模拟输出传感器。
TMP36能够测量-40℃到+125℃范围内的温度，并以模拟电压的形式输出。
四、硬件设计1. 单片机选择本系统选择C8051F020作为单片机，它具有高速、低功耗和丰富的外设接口，能够满足温度测量系统的要求。
2. 温度传感器接口电路设计温度传感器TMP36的输出电压范围为0V-2.0V，需要通过电压比较器将模拟输出转换为数字信号。
本系统采用了C8051F020内部的ADC（模数转换器）来完成电压的数字转换。
3. 显示模块设计为了方便用户观察温度数值，本系统采用了LCD模块作为显示设备。
C8051F020具有并行接口和串行接口，可以与各种类型的LCD模块进行通信。
五、软件设计1. 系统初始化在系统启动时，需要对单片机和外设进行初始化设置，包括ADC模块的配置、LCD模块的初始化等。
2. 温度测量在主程序中，通过读取ADC的数值，可以得到温度传感器的电压值。
根据TMP36的输入输出特性，可以将电压转换为温度值，并显示在LCD上。
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C8051F单片机产品概览
高性能CPU ——CIP51
♦高速流水线结构CPU (25−100 MIPS)
源码和机器码级））
♦完全兼容8051（源码和机器码级
♦大多数指令执行时间为1−2 时钟周期(标准8051为12−24)可在系统、、在应用编程的FLASH (2 KB —128 KB)
♦可在系统
♦指令高速缓存(对于50−100 MIPS 产品)
♦SRAM（256B —8KB+256B）
大容量内部
♦扩展中断系统(最多可达22个中断源, 可软件模拟中断)多复位源、、双向复位
♦多复位源
多种外部时钟方式））
内部时钟频率可编程、、多种外部时钟方式
♦多时钟
多时钟（（内部时钟频率可编程
在系统调试、、边界扫描
边界扫描、、在系统编程
接口：：在系统调试
♦JTAG接口
小封装））
接口（（小封装
C2接口
Capture →Compute →Communicate
C8051F 单片机产品系列
Automotive
5xx
OTP C8051T6XX
Capacitive Touch Sense
C8051F7XX/8XX
Low-Power C8051F9XX
Precision Mixed-Signal
12x/0xx
USB 32x/34x
Wireless MCUS SI100X/SI101X
LCD Controller
CP24XX
Small Form Factor
2xx/3xx/41x
C8051F 产品系列
C8051F
产品系列
Capture
采集
Compute
计算
Communicate
通信
其它
微型封装
3xx/41x
10位ADC, 10位DAC,
温度传感器, V
REF
100 MIPS
16 kB Flash
UART, SPI,
SMBus
2% Osc, 3x3~
5x5mm 封装精密混合信号
12x/0xx
16位ADC, 12位DACs,
温度传感器, V
REF
100 MIPS,
16x16 MAC,
128 KB Flash
EMIF, 2 UARTs,
SPI, SMBus
2% Osc
USB
32x/34x
10位ADC,
温度传感器, V
REF
48 MIPS,
64kB Flash
USB, UART, SPI,
SMBus
1.5% Osc,
5 x 5 mm 封装Automotive
5XX
12位ADC,
温度传感器, V
REF
50MIPS,
128kB Flash
EMIF, 2 UARTs,
SPI, SMBus
CAN,LIN
0.5% Osc,
Low-Power
9xx
12位ADC,
温度传感器, V
REF
25MIPS,
128kB Flash
UART, 2SPIS,
SMBus
2% Osc,
Capacitive
Touch Sense
7XX/8XX
16位CDC，10位ADC
温度传感器, V
REF
25MIPS,
16kB Flash
UART, SPI,
SMBus
2% Osc,
广泛的适用性
应用领域应用领域：：
工业工业、、消费消费、、汽车汽车、、医疗等
现共有100多个型号
高度集成高度集成：：一个芯片可替代来自不同厂家的多个芯片一个芯片可替代来自不同厂家的多个芯片（（SoC ）
数据字格式
降低成本的Silicon Labs 解决方案
ADC
No instrumentation Amp required for Differential mode
NO external PGAs required for small signal inputs
2%accuracy across full-spec without external crystal.No I/O
Open drain I/O. NO
level translators required (just simple pull-up)
VIO pin
Set I/O level to match On-chip Regulator
Capability to power other components in system (~50mA)
$1
50¢
10¢
10¢
15¢
50¢CPU
This can be running at same time as ADC !compromises to speed using internal OSC.
Additional Serial Ports Implemented
Using Software (MIPS !)
On-chip Temperature sensor
Can be used to implement temperature compensation to functions such as RTCs external voltages (that are different from MCU) (don’t even need pull-ups)
Crossbar
Don’t need to waste pins on unused peripherals
On-Chip Debug
DACs
Using a PWM with LPF has too low bandwidth for good resolution Comparators
100 MIPS
(100 MHz clk) Advanced Microcontroller Products
最突出的特点之三----高性能模拟外设
位分辨率，，1 Msps；24位）
♦ADC（16位分辨率
位分辨率））
♦DAC（最高12位分辨率
♦电压基准
电压基准，，温度传感器
可编程增益放大器（（PGA）
♦可编程增益放大器
♦高精度内部振荡器
高精度内部振荡器（（2%，1.5%）
可编程回差电压））
比较器（（可编程回差电压
♦比较器
Capture →Compute →Communicate
集成模拟外设的优点♦数据采集
一般可以不用外部模拟部件
Vref, 模拟MUX, 可编程增益放大器(PGA) 免去系统校准
节省MIPS 和存储器
高速采样
多通道采样
过采样和求均值
有利于节电设计
ADC 窗口比较器监视模拟条件
模拟比较器监视I/O条件
Capture →Compute →Communicate
集成模拟外设的优点集成模拟外设的优点（（续）
♦MCU 时基 免去外部时钟器件 晶体 振荡器模块 谐振器 分立RC 网络
♦系统设计
简化PCB 设计
关键的模拟信号布线已在片内完成
•布线任务简化为只需考虑简单的输入和输出信号
改善系统的噪声性能
Capture →Compute →Communicate
外部通信接口
♦可以软件选择的串行通信接口
UART
SMBus/I2C
SPI
♦特殊串行接口
USB 2.0
CAN 2.0B
LIN 2.0
♦复用和非复用并行数据总线
16位地址---提高数据通过率
8位地址
Capture →Compute →Communicate
高性能数字I/O ♦计数器/定时器和PCA 模块 PWM 、精确定时、时间测量♦I/O 线可实时动态配置 模拟或数字
推挽或漏级开路
输入或输出♦数字资源可通过交叉开关分配引脚
♦大电流输出驱动器
25 mA 灌电流—直接驱动LED
10 mA 拉电流
♦耐5 V 电压
不需外部电平转换器
Capture →Compute →Communicate
充分利用引脚资源
C8051F单片机开发环境演示
C8051F系列单片机开发环境及调试介绍
C8051F单片机开发套件
♦U-EC6
开发环境介绍
♦基于WINDOWS 的集成开发环境 源代码编辑器 集成的集成的KEIL 8051KEIL 8051KEIL 8051宏汇编和链接器宏汇编和链接器 源码级调试 支持第三方开发工具
♦配置向导
自动生成配置代码
支持C8051F 系列的所有外设
生成C/汇编源代码
C8051F配置向导
1. 选择器件型号
2. 选择外设并选择相关的内容
3. 配置向导
自动产生MCU及外设的初始
化代码(C及汇编)
U-EC6
烧录//下载程序EC6烧录
烧录
结束语
C8051F 单片机功能齐全单片机功能齐全，，性能优异性能优异，，开发开发、、调试方便调试方便，，是真正的混合信号片上系统是真正的混合信号片上系统，，将在仪器仪表将在仪器仪表、、工业控制工业控制、、嵌入式Internet 、无线传感器网络等领域获得广泛的应用无线传感器网络等领域获得广泛的应用。
C8051F 单片机的整体性能超过很多16位单片机位单片机，，甚至可以在一些应用中取代低速的16位DSP 器件器件。