第十部分C8051F系列SOC单片机教学课件.ppt
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1、第十章 C8051F系列SOC单片机,10.1 C8051F系列单片机简介 10.2 C8051F单片机结构及原理,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。 C8051F系列单片机是一种高集成度的SOC型芯片,具有与 8051
2、兼容的微控制器内核,与MCS-51指令系统完全兼容。除具有标准 8051 部件外,片内还具有数据采集和控制系统中常用的模拟部件及其他数字外设部件。,C8051F系列单片机既能处理数字信号也能处理模拟信号,所以称为混合信号系统级芯片或片上单片机系统,简称单片机。,10.1.2 C8051F系统单片机的组成,1、CIP-51微控制器内核 C8051F系统单片机采用Silabs公司的专利CIP-51微控制器内核。CIP-51内核具有标准8052的所有部件,并在此基础上进行了几项关键性的改进,提高了整体的性能,更易于应用。,2、中断系统 扩展的中断系统可响应22个中断源的中断请求,在设计多任务实时系统
3、时,大大增加了单片机对外界复杂多变情况的反应能力。,3、存储器 C8051F 系统单片机具有标准的8052的程序和数据存储器的地址配置。存储器包括256B的核内RAM,还具有核外1KB4KB的RAM。程序存储器包括8KB128KB的FLASH存储器。 C8051F02X等单片机中有可用于访问外部数据存储器的外部存储器接口(EMIF)。EMIF可以被配置为地址/数据复用方式或非复用方式。,4、模数和数模转换 大部分的C8051Fxxx单片机内部都有A/D转换模块,不同型号中的A/D转换位数、转换速度和输入通道数不完全相同。 部分的C8051Fxxx单片机内部有两个12位数模转换器,MCA可将任何
4、一个DAC置于低功耗关断方式。,5、并行接口 C8051Fxxx单片机具有一般单片机的通用I/O端口,不同型号的引脚数量不同,I/O端口的部分引脚可通过软件配置成不同的特殊功能。,6、串行接口 C8051F系列MCU除了具有全双工UART串行口之外,还增加了SPI总线和 SMBus/I2 总线。,7、定时器和可编程计数器阵列 在C8051F系列单片机中都具有24个通用定时/计数器。在一些型号中还具有一个片内可编程定时器/计数器阵列(PCA)。,10.1.3 C8051F系列单片机的特点,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
5、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。,2、I/O端口功能采用软件配置实现 在C8051Fxxx单片机中,I/O 端口的通用基本输入输出特性与标准8051兼容,但I/O端口的其他功能则是由配置实现,这样极大提高了端口配置的灵活性。,3、时钟系统更加完善 C8051F系列单片机具有一个更加完美和先进的时钟系统,可采用多种时钟源(2MHz、4MHz、8MHz或16MHz) MCU 内部有一个能独立工
6、作的时钟发生器,在复位后被默认为系统时钟,其时钟振荡频率是可编程的;可选择外部时钟振荡器或外部时钟源产生系统时钟。 在程序运行时,可通过软件方便地实现时钟内外切换。,4、可实现通过JTAG口的在线系统调试 在 C8051FXXX 单片机(8位)中首先配置了片内JTAG接口和调试电路,可为生产和测试提供完全的边界扫描功能。,5、有多种复位方式 C8051F提供了7个复位源:片内 VDD监视器、看门狗定时器、时钟失效检测器、由比较器0提供的电压检测器、软件强制复位、CNVSTR引脚及RST引脚。 多复位源提高了系统的安全性、灵活性,并有利于零功耗设计。,6、进一步降低了系统功耗 C8051F 系列
7、单片机采用了可降低系统功耗的多种方法: 1)采用3V(电压范围2.7V至3.6V)供电; 2)完善时钟系统,在满足响应速度的要求下,使 系统的平均时钟频率最低,降低了功耗; 3)多种复位源,可使系统在掉电情况下,方便 活地重新复位; 4)片上外设都能单个关闭或全部关闭以节省功 耗。,10.1.4 C8051F系列单片机分类 C8051F系列单片机型号很多,按照它们的主要共性大约可以分为 10 个子系列;按照它们的主要区别分为 6 类。,1、通用型 通用型C8051Fxxx单片机功能比较全面,通用性较好,应用较为广泛。 典型型号:C8051F310 / 020 / 022 / 005 / 330
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