快速发布采购 管理采购信息

C8051F300 / 1/2/3/4/5器件是完全集成的混合信号片上系统MCU

时间:2019-8-14, 来源:互联网, 文章类别:元器件知识库

C8051F300 / 1/2/3/4/5器件是完全集成的混合信号片上系统MCU。突出显示的功能如下所列。有关特定的产品功能选择。

高速流水线8051兼容微控制器内核(最高25 MIPS)

系统内,全速,非侵入式调试接口(片上)

真正的8位500 ksps 11通道ADC,带有可编程增益前置放大器和模拟多路复用器(仅限C8051F300 / 2)

精密可编程25 MHz内部振荡器

高达8 kB的片上闪存

256字节的片上RAM

SMBus / I2C和增强型UART串行接口,采用硬件实现

三个通用16位定时器

可编程计数器/定时器阵列(PCA),带有三个捕获/比较模块和看门狗定时器功能

片上上电复位,VDD监视器和温度传感器

片上电压比较器

字节宽I / O端口(5 V容差)

通过片内上电复位,VDD监视器,看门狗定时器和时钟振荡器,可以实现C8051F300 / 1/2/3/4/5器件是真正独立的片上系统解决方案。闪存可以即使在电路中也要重新编程,提供非易失性数据存储,并允许现场升级8051固件。用户软件可以完全控制所有外围设备,并可以单独关闭任何或所有外围设备都可以节省电力。片上Silicon Laboratories 2线(C2)开发接口允许非侵入式(不使用片上资源),全速,在线调试使用最终应用程序中安装的生产MCU。这个调试逻辑支持检查和修改存储器和寄存器,设置断点,单个踩,运行和暂停命令。调试时,所有模拟和数字外设都功能齐全使用C2。两个C2接口引脚可与用户功能共享,允许在系统调试时不占用封装引脚。每个器件的工作温度范围为2.7至3.6 V,工作温度范围为-45至+ 85°C。端口I / O和RST引脚可承受高达5 V的输入信号.C8051F300 / 1/2/3/4/5可用3 x 3 mm 11引脚QFN或14引脚SOIC封装。

C8051F300 / 2框图

C8051F301 / 3/4/5框图

C8051F300 / 1/2/3/4/5系列采用Silicon Labs专有的CIP-51微控制器内核。CIP-51与MCS-51™指令集完全兼容;标准803x / 805x汇编程序和编译器可以用于开发软件。CIP-51内核提供标准8052附带的所有外设,包括两个标准的16位计数器/定时器,一个带外部振荡器的增强型16位计数器/定时器输入,具有扩展波特率配置的全双工UART,256字节内部RAM,128字节特殊功能寄存器(SFR)地址空间和字节宽I / O端口。1.1.2。提高吞吐量

CIP-51采用流水线架构,与标准8051架构相比,大大提高了指令吞吐量。在标准8051中除MUL和DIV之外的所有指令都采用12或24系统时钟周期以最大系统时钟12至24 MHz执行。相比之下,CIP-51内核在一个或两个系统时钟周期内执行70%的指令,只有四个指令占用超过四个系统时钟周期。

附加功能:

C8051F300 / 1/2/3/4/5 SoC系列包括对CIP-51内核和外设的几项关键增强功能,可提高最终应用的性能和易用性。扩展中断处理程序为CIP-51提供了12个中断源(而标准8051则为7),允许大量模拟和数字外设中断控制器。中断驱动系统需要较少的MCU干预,从而提供更有效的吞吐量。额外的中断在构建多任务实时系统时,源代码非常有用。提供8个复位源:上电复位电路(POR),片上VDD监视器(强制复位)当电源电压低于2.7 V时,看门狗定时器,缺失时钟检测器,电压来自Comparator0的电平检测,强制软件复位,外部复位引脚和非法Flash读/写保护电路。除POR,复位输入引脚或闪存保护外的每个复位源可以由用户在软件中禁用。在MCU初始化期间重置电源后,可以在软件中永久启用WDT。内部振荡器可作为出厂校准的24.5 MHz±2%(C8051F300 / 1器件)提供; C8051F302 / 3/4/5器件提供未校准版本。在所有C8051F300 / 1/2/3/4/5设备上,内部用户可以以~0.5%的增量编程振荡器周期。外部振荡器驱动电路也是包括,允许外部晶体,陶瓷谐振器,电容器,RC或CMO时钟源生成系统时钟。如果需要,系统时钟源可以即时切换到外部振荡器电路。外部振荡器在低功耗应用中非常有用,允许MCU运行来自慢速(省电)外部晶体源,同时定期切换到快速(最高25 MHz)内部振荡器根据需要。

片上时钟和复位

片上存储器:

CIP-51具有标准的8051程序和数据地址配置。它包括256个字节的数据RAM,上部128字节双映射。间接寻址访问一般的高128字节目的RAM和直接寻址访问128字节SFR地址空间。低128字节RAM可通过直接和间接寻址访问。前32个字节可以作为四个存储区寻址通用寄存器,接下来的16个字节可以是字节可寻址或位寻址。C8051F300 / 1/2/3包含8k字节的闪存程序存储器(C8051F304包含4k字节;C8051F305包含2k字节)。该存储器可以在512字节扇区内在系统中重新编程,并且不需要特殊的片外编程电压。

片上调试电路:

C8051F300 / 1/2/3/4/5器件包括片上Silicon Labs 2线(C2)调试电路,可提供安装在最终应用程序中的生产部件的非侵入式,全速,在线调试。Silicon Labs的调试系统支持检查和修改存储器和寄存器,断点和单步执行。无需额外的目标RAM,程序存储器,定时器或通信通道。所有数字和模拟外设均可正常工作,并可在调试时正常工作。在MCU停止期间,单个期间,所有外设(ADC和SMBus除外)都会停止踩踏,或在断点处,以保持同步。

C8051F300DK开发套件提供了开发应用代码和使用C8051F300 / 1/2/3/4/5 MCU进行在线调试所需的所有硬件和软件。该套件包括软件使用开发人员的工作室和调试器,集成的8051汇编器和C2调试适配器。它也是有一个目标应用板,安装了相关的MCU和大型原型区,以及必要的通信电缆和壁挂式电源。开发套件需要一台计算机使用Windows®98SE或更高版本。与使用板载“ICE芯片”并要求使用板载“ICE芯片”的标准MCU仿真器相比,Silicon Labs IDE接口具有极高的开发和调试配置。应用板中的MCU需要插入。 Silicon Labs的调试范例增加了易用性和保持精密模拟外设的性能。

也许最独特的端口I / O增强功能是数字交叉开关。这本质上是一个数字交换网络,允许将内部数字系统资源映射到端口I / O引脚(见下图)。控制器中的片上计数器/定时器,串行总线,HW中断,比较器输出和其他数字信号可配置为出现在交叉开关控制寄存器中指定的端口I / O引脚上。这允许用户可以选择通用端口I / O和特定所需的数字资源的精确组合应用。

可编程计数器阵列

除了三个16位通用之外,还包括一个片上可编程计数器/定时器阵列(PCA)目的柜台/计时器。 PCA由一个专用的16位计数器/定时器时基和三个可编程捕获/比较模块组成。PCA时钟源自六个来源之一:系统时钟除以12,系统时钟除以4,定时器0溢出,外部时钟输入(ECI),系统时钟,或外部振荡器时钟源除以8.外部时钟源选择非常有用实时时钟功能,其中PCA由内部振荡器的外部源提供时钟驱动系统时钟。每个捕获/比较模块都可以配置为以六种模式之一运行:边沿触发捕获,软件定时器,高速输出,8或16位脉冲宽度调制器或频率输出。另外,捕捉/比较模块2提供看门狗定时器(WDT)功能。系统重置后,模块2在WDT模式下配置并启用。PCA捕捉/比较模块I / O和外部时钟输入可以通过数字交叉开关路由到端口I / O.

8位模数转换器(仅限C8051F300 / 2)

C8051F300 / 2包括一个片内8位SAR ADC,带有一个10通道差分输入多路复用器和可编程益放大器ADC的最大吞吐量为500 ksps,可提供真正的8位精度INL为±1LSB。ADC系统包括一个可配置的模拟多路复用器,可选择正负ADC输入。每个端口引脚均可用作ADC输入;此外,片内温度传感器输出和电源电压(VDD)可用作ADC输入。用户固件可能会关闭ADC以节省电量。集成的可编程增益放大器(PGA)将ADC输入放大0.5,1,2或4,如下所定义用户软件。当不同的ADC输入通道变化很大时,增益级特别有用输入电压信号,或者当需要“放大”具有大DC偏移的信号时。转换可以通过五种方式启动:软件命令,定时器0,1或2的溢出,外部转换启动信号。这种灵活性允许转换的开始由软件事件触发,a周期信号(定时器溢出)或外部HW信号。转换完成由状态指示位和中断(如果使能)。在完成a后,得到的8位数据字被锁存到SFR中转换。

ADC数据的窗口比较寄存器可配置为在ADC数据时中断控制器在指定范围之内或之外。ADC可以在后台模式下连续监控关键电压,但不会中断控制器,除非转换后的数据在指定范围之内/之外范围。

8位ADC框图

比较

C8051F300 / 1/2/3/4/5器件包括一个片上电压比较器,可通过用户软件启用/禁用和配置。所有端口I / O引脚均可配置为比较器输入。如果需要,可以将两个比较器输出路由到端口引脚:锁存输出和/或未锁存(异步)输出。比较器响应时间是可编程的,允许用户在高速和低功耗模式之间进行选择。正负滞后也是可配置的。可以在上升沿,下降沿或两个边沿上生成比较器中断。在空闲模式下,这些中断可用作“唤醒”源。比较器也可以配置为复位源。


技术文章分类
相关技术文章