C8051F单片机产品概览
Capture, Compute, Communicate
8051 CPU Compute 在系统调试
Flash 存储器
模拟 外设 Capture
Communicate
数字
外设
高性能 CPU — — CIP51
高速流水线结构 CPU (25100 MIPS) 完全兼容 8051(源码和机器码级) 大多数指令执行时间为 12 时钟周期 (标准8051为1224) 可在系统,在应用编程的FLASH (2 KB — 128 KB) 指令高速缓存 (对于50100 MIPS 产品) 大容量内部SRAM(256B — 8KB+256B) 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 多时钟(内部时钟频率可编程,多种外部时钟方式) JTAG接口:在系统仿真,边界扫描,在系统编程
Capture → Compute → Communicate
先进的微控制器产品
世界上速度最高的 8051 CPU 高性能集成模拟部件 灵活,可动态配置的I/O 微型封装 廉价开发套件
C8051F 单片机产品系列
Small Form Factor Small Form Factor 3xx/41x 3xx/41x Precision Mixed-Signal Precision Mixed-Signal 12x/0xx 12x/0xx USB USB 32x/34x 32x/34x
General Purpose General Purpose 2xx 2xx CAN CAN 04x/06x 04x/06x
And More in the Future
C8051F 产品系列
C8051F 产品系列
微型封装 3xx/41x
Capture
Compute
Communicate
采集
10位 ADC, 10位 DAC, 温度传感器, VREF
计算
25 MIPS, 50 MIPS 16 kB Flash 100 MIPS, 16x16 MAC, 128 KB Flash 48 MIPS, 64kB Flash
通信
UART, SPI, SMBus EMIF, 2 UARTs, SPI, SMBus USB, UART, SPI, SMBus CAN 2.0B, 2 UARTs, SPI, SMBus
其它
2% Osc, 3x3 ~ 5x5 mm 封装
精密混合信号 12位ADC, 12位DACs, 温度传感器, VREF 12x/0xx USB 32x/34x CAN 04x/06x 通用 2xx 10位 ADC, 温度传感器, VREF 16位ADCs, 12位DACs, 60 V PGA, 温度传感器, VREF 12位 ADC
2% Osc
1.5% Osc, 5 x 5 mm 封装
25 MIPS, 64 kB Flash
2% Osc
25 MIPS, 8 kB Flash
UART, SPI
大电流
广泛的适用性
应用领域: 工业,消费,汽车,医疗等 现共有94个型号
最突出的特点之一 ---- 高集成度(SoC)
高度集成:一个芯片可替代来自不同厂家的多个芯片(SoC)
19.4 x 16.5 mm =320 sq mm
XTAL
12mm x 12mm = 144 sq mm
C
PGA
C
R R R R R
C
R
ADC 12
REF
uCONTROLLER
DAC 12
C
CMP
C
典型电路
C8051F MCU
高速度(100MIPS) 高速度(100MIPS) 减小电路板面积 减小电路板面积 提高系统可靠性 提高系统可靠性 降低整体成本 降低整体成本 ISP,IAP,ISD ISP,IAP,ISD
不仅仅是功能的组合 不仅仅是功能的组合
可编程ADC窗口检测器 可编程ADC窗口检测器 可编程ADC输入方式 可编程ADC输入方式 可编程ADC触发源 可编程ADC触发源 可编程ADC数据字格式 可编程ADC数据字格式 更多… 更多…
最突出的特点之二 ---- 高速度
100 90 80 70
100 MIPS
世界上最快的 8051
Peak MIPS
60 50 40 30 20 10 0
Microchip PIC16F876 (8 MHz clk) TI TMA430F149 (8 MHz clk) Atmel ATmega128 (16 MHz clk) SiLabs C8051Fxxx (25 MHz clk) SiLabs C8051F12x (100 MHz clk)
25 MIPS 16 MIPS 8 MIPS 5 MIPS
Advanced Microcontroller Products
高性能模拟外设
ADC(16位分辨率,1 Msps;24位) DAC(最高12位分辨率) 电压基准,温度传感器 可编程增益放大器(PGA) 高精度内部振荡器(2%,1.5%) 比较器(可编程回差电压)
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(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
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
充分利用引脚资源
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
可动态配置的I/O
C8051Fxxx
C8051Fxxx
Software-configurable ON THE FLY!
ADC
CONVERTED DATA
DIGITAL OUTPUT
CPU DATA
Signal from low impedance source
8051 CPU
Signal from low impedance sourc
8051 CPU
模拟输入
Advanced Microcontroller Products
数字输出
与5V器件接口电路
C8051Fxxx SOC
+5V
5V器件
上拉 电阻
耐5V 电压 3V GPIO
R
GPIO
寄生 电容
C
端口引脚驱动器 为漏极开路配置
不需要外部电平转换器件!
Advanced Microcontroller Products
C8051F单片机标准封装
C8051F3xx MLP MCU
模拟部件
10位 ADC/200ksps 10位 DAC 温度传感器, Vref 8位/500ksps
ANALOG RESOURCES
VREF TEMP SENSOR
DIGITAL I/O
3-Chnl PCA SMBus
AMUX
CPU
25MIPS 8051 可达 16KB Flash
ADC
Low Freq Oscillator
-
SPI UART Timers 0, 1, 2, 3
25MHz 2% Oscillator
串行接口
UART, SPI, SMBus
HIGH-SPEED CONTROLLER CORE
8051 CPU (25MIPS) IN-SYSTEM DEBUG POR / WDT
封装
5x5mm 28-pin MLP 4x4mm 20-pin MLP 3x3mm 11-pin MLP
8KB ISP FLASH
768 B SRAM
14 INTERRUPTS
C8051F330
Port 2
10-Bit DAC
Port 1
+
CROSSBAR
10-Bit 200ksps
Port 0
微型封装 (C8051F3xx)
关键特性
尺寸小,集成度高,价格低, 速度快,功耗低
典型应用市场
消费类产品
§ § § § § 小体积,电源供电 玩具 充电器 无线耳机 And more…
通信系统
§ 多路电源 § 协议转换 § And more…
智能传感器
C8051F30x 系列
微型混合信号 8K Flash MCU
温度传感器
25 MIPS 8051 内核
11脚 MLP 3 x 3 mm2
500ksps ADC
高精度内部振荡器 ( 2% )
C8051F31x 系列
混合信号 16K Flash MCU
10位,200ksps ADC
AMUX
ANALOG RESOURCES
TEMP SENSOR
DIGITAL I/O
5-Chnl PCA
(5x5 mm)
+ -
+ -
UART
VOLTAGE COMPARATORS
Timers 0, 1, 2, 3
HIGH-SPEED CONTROLLER CORE
1280B RAM 16KB Flash
8051 CPU (25MIPS) 16KB ISP FLASH 1280 B SRAM
IN-SYSTEM DEBUG POR / WDT
14 INTERRUPTS
Port 3
Precision 2% Oscillator
Port 2
28脚 MLP
ADC
CROSSBAR
SMBus SPI
Port 1
10-Bit 200ksps
Port 0
25 I/O PINS
C8051F33x 系列
带10位 DAC 和 ADC的 8K Flash MCU
ANALOG RESOURCES
DIGITAL I/O
3-Chnl PCA SMBus SPI
VREF
Port 0
20脚MLP (4x4 mm)
AMUX
TEMP SENSOR
17个I/O引脚
CROSSBAR
ADC
+ -
UART Timers 0, 1, 2, 3
2% Oscillator
10位 ADC 和 10位 DAC
HIGH-SPEED CONTROLLER CORE
8051 CPU (25MIPS) 8KB ISP FLASH 768 B SRAM IN-SYSTEM DEBUG POR / WDT
14 INTERRUPTS
Port 2
10-Bit DAC
Port 1
10-Bit 200ksps
C8051F35x 系列
带24位 Delta-Sigma ADC的 8K Flash MCU
模拟部件 24位 Delta-Sigma ADC 8位 DACs 比较器 温度传感器, Vref CPU 50MIPS 8051 8KB Flash 通信接口 UART, SPI, SMBus 封装: 5x5mm 28-pin MLP
ANALOG RESOURCES
VREF TEMP SENSOR
DIGITAL I/O
3-Chnl PCA SMBus
AMUX
ADC
8-Bit DAC
-
SPI UART
Timers 0, 1, 2, 3
HIGH-SPEED CONTROLLER CORE
8051 CPU (50MIPS) 8KB ISP FLASH 768 B SRAM IN-SYSTEM DEBUG POR / WDT
14 INTERRUPTS
应用: 高精度衡器, 测量仪器 智能传感器
Port 2
8-Bit DAC
Port 1
+
CROSSBAR
24-Bit Delt-Sig
Port 0
C8051F41x系列
峰值速度最高达50 MIPS 32 kB 片内Flash 2kB XRAM 64B电池后备RAM 24 通道 12位ADC 两个12位DAC SUSPEND低功耗模式 实时时钟(RTC)
电池切换电路 时钟丢失检测器 低功耗方式唤醒
片内集成LDO稳压器
2.1V 和2.5V输出
工作电压 2.0 ~ 5.25 V 5X5 mm QFN封装
精密混合信号MCU (C8051F12x/0xx)
关键特性
高精度模拟部件, 高速度, 高集成度, 灵活性
典型应用市场
工业系统
§ § § § § § § 测试设备 测量系统 控制系统 医疗设备 人机接口系统 智能传感器 石油和天然气运输系统
Laser Regulator
通信系统
§ LASER调节器 (XPAK, XFP, etc.) § 基站/无线中继系统 § 系统流量管理/家居管理
C8051F12x/0xx 混合信号 MCUs
模拟特性 12位 ADC, 8位 ADC 12位 DAC 温度传感器, Vref CPU 可达 100MIPS 8051 16x16 2 周期 MAC 可达 128KB Flash 串行接口 2 UARTs, SPI, SMBus
ANALOG PERIPHERALS
8:1 AMUX
TEMP SENSOR PGA
DIGITAL I/O
UART0 SMBus SPI Bus PCA Timer 0 Timer 1 External Memory Interface
Port 0
CROSSBAR
12-bit 100ksps
UART1
Port 1 Port 2 Port 3 Port 4 Port 5 Port 6 Port 7
ADC
VREF
8:1 AMUX
PGA
8-bit 500ksps ADC
12-Bit DAC
+ -
Timer 2 Timer 3
+ -
Timer 4
12-Bit DAC
HIGH-SPEED CONTROLLER CORE
8051 CPU (100MIPS) 128K x 8 ISP FLASH 16 x 16 MAC 8448 x 8 SRAM JTAG Debugger WDT, VDD Monitor
2% Oscillator PLL
C8051F120
' World' fastest 8051' The s
USB (C8051F32x/34x)
关键特性
USB 2.0 (无外部元件), 小尺寸,高速度, 低价格
典型应用市场
消费电子
§ 游戏杆等 § 带USB接口的消费类产品
工业电子
§ 带USB接口的便携式医疗电子设备 § 单板计算机的USB接口
C8051F32x USB MCUs
模拟特性 10位 ADC 1.5% 高精度时钟 温度传感器, Vref CPU 25MIPS 8051 16KB Flash 串行接口 USB 2.0 控制器 UART, SPI, SMBus 封装 5x5mm 28-pin MLP 9x9mm 32-pin LQFP
ANALOG RESOURCES
VREF
DIGITAL I/O
5-Chnl PCA SMBus SPI CROSSBAR
AMUX
10-Bit 200ksps
ADC
+ -
TEMP SENSOR 1.5% Oscillator
UART Timers 0, 1, 2, 3
+ -
VOLTAGE COMPARATORS
HIGH-SPEED CONTROLLER CORE
8051 CPU (25MIPS) 16KB ISP FLASH 1280 B SRAM IN-SYSTEM DEBUG POR / WDT
14 INTERRUPTS
USB I/F
XCVR
Clock Recovery
I/F Logic
1KB RAM
C8051F321
Port3 Port2 Port1 Port0
功能最强的混合信号 USB MCU(C8051F34x)
REGIN
5.0V
IN
峰值速度最高达 48 MIPS
Voltage Regulator
OUT
Enable
Port 0 Latch UART0 UART1 Timer 0,1,2,3 / RTC PCA/ WDT SMBus SPI C T L A d d r P1 Latch C R O S S B A R
P 0 D r v P 1 D r v P 2 D r v P 3 D r v P 4 D r v
CP0
VDD GND
Analog/Digital Power
P0.0 P0.1 P0.2/XT P0.3/XT P0.4 P0.5 P0.6/CN P0.7/VR
SFR Bus
64 kB Flash和5376字节 RAM
RST/C2CK
C2D
Debug HW
Reset
8 0 5 1 C o r e
64 kB FLASH 256 Byte SRAM 4 kB XRAM
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5/AL P1.6/RD P1.7/WR
10位,200 ksps ADC
POR
XTAL1 XTAL2
BrownOut
External Oscillator Circuit 12 MHz Internal Oscillator
System Clock
P2.0/A0 P2.1/A1 P2.2/A2 P2.3/A3 P2.4/A4 P2.5/A5 P2.6/A6 P2.7/A7
External Data Memory Bus
P2 Latch
外部存储器接口(EMIF)
D+ D-
x4
÷2
P3 Latch
P3.0/A8 P3.1/A9 P3.2/A1 P3.3/A1 P3.4/A1 P3.5/A1 P3.6/A1 P3.7/A1
÷2
Clock Recovery
USB Clock
÷1,2,3,4 USB Transceiver USB Controller
片内集成稳压器
D a t a
P4 Latch
VREF + + Temp
P4.0/D0 P4.1/D1 P4.2/D2 P4.3/D3 P4.4/D4 P4.5/D5 P4.6/D6 P4.7/D7
VBUS
工作电压 2.7 ~ 5.25 V
1 kB USB SRAM
VREF
CP1
VDD
10-bit 200 ksps ADC
A M U X
AIN0-AIN16 VDD VREF
C8051F340-GQ
CAN (C8051F04/6x)
关键特性
CAN 2.0B,精密模拟部件,高速度,高集成度
典型应用市场
工业自动化和控制
§ DeviceNet § CANOpen § 医疗电子设备
汽车电子
§ § § § 舒适控制系统 测量仪表 安全系统 诊断设备
Pulse Oximeter
C8051F04/6x CAN MCUs
模拟特性
16位 ADC, 1MSPS, DMA传输 12位 DACs, 1MSPS 60V PGA 温度传感器, Vref
ANALOG PERIPHERALS DIGITAL I/O
CROSSBAR CAN 2.0B UART0 UART1
2% Oscillator VREF
16-bit 1Msps
Port 0 Port 1
External Memory Interface
ADC
16-bit 1Msps
Port 2 Port 3
SMBus SPI Bus PCA x6 Timer 0 Timer 1 Timer 2 Timer 3 Timer 4
ADC
AMUX
TEMP SENSOR 12-Bit DAC
+ -
CPU
25MIPS 8051 64KB Flash
10-bit 200ksps ADC
+ + -
Port 4 Port 5 Port 6 Port 7
12-Bit DAC
HIGH-SPEED CONTROLLER CORE
8051 CPU (25MIPS) 64KB 4352 B ISP FLASH SRAM DEBUG 22 INTERRUPTS CIRCUITRY JTAG DMA
串行接口
CAN 2.0B, 2 UARTs, SPI, SMBus
C8051F060
通用MCU (C8051F2xx)
关键特性
高速度,灵活性,低价格
典型应用市场
工业系统
§ 电机控制 § 空调控制 § 灯光控制
消费类电子
§ 数码相机 § 置顶盒 § 游戏机,卡
Digital Camera
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. 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.