C8051F系列单片机由Silicon Labs公司推出，是业内最小封装的微控制器 (MCU)（小至 2 mm x 2 mm），不会牺牲性能或集成性。完整的小型封装产品线包括高达 100 MIPs 的 CPU、12-位 ADC、12-位 DAC 以及其他重要的模拟外围设备，如集成精密振荡器 (±2%) 和精密温度感测器 (±2 °C)。还提供成本敏感、引脚兼容的一次性可程式 (OTP) 选项。
C8051F系列单片机已有6种产品选型，高度集成的小封装C8051F系列单片机经过最佳化，专门套用于消费、汽车和通讯市场中的空间有限、低功耗、低成本的套用中。藉助于经济高效且专业的开发工具和系统内调试功能，开发变得快速简单。
基本介绍
- 中文名：C8051F系列
- 所属：Silicon Labs公司
- 选型：6种产品
- 实质：微控制器
单片机
片内资源
8~12位多通道ADC
1~2路12位DAC
1~2路电压比较器
内部或外部电压基準
内置温度感测器±3
16位可程式定时/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多类型串列汇流排
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
主要特点
高速的20MIPS~25MIPS与8051全兼容的CIP51核心
内部Flash存贮器可实现在系统编程即可作程式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
全系列均为工业级晶片-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暂存器校验和修改
CPU
与标準8051完全兼容
CygnalC8051F系列单片机採用CIP51核心，Cygnal指令与MCS51指令系统全兼容可用标準的ASM51Keil C高级语言开发编译C8051F系列单片机的程式
高速指令处理能力
标準的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採用流水线结构机器周期由标準的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核心70% 指令的执行是在一个或两个系统时钟周期内完成的，只有四条指令的执行需4个以上时钟周期。
CIP-51指令与MCS51指令系统完全兼容，共有111条指令。
增加了中断源
标準的8051只有7箇中断源，而Cygnal C8051F系列单片机扩展了中断处理，这对于实时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箇中断源，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。
增加了复位源
标準的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体禁止。它的复位源是：
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软体强制复位
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
标準的8051只有外部时钟，Cygnal C8051F系列单片机有内部独立的时钟源。C8051F300/F302提供的内部时钟误差在2%以内，在系统复位后默认内部时钟。如果需要，可接外部时钟并可在程式运行时实现内外部时钟之间的切换。外部时钟可以是晶体RCC或外部时钟脉冲，以上的功能在低功耗套用系统中非常有用。
存储器
1.数据存贮器
CIP-51具有标準8051的程式和数据地址配置，它包括256位元组的RAM。其中高128位元组用是户只能用直接定址访问的SFR地址空间，低128位元组用户可用直接或间接定址方式访问，前32个位元组为4个通用工作暂存器区，接下来的16位元组既可以按位元组定址也可以按位定址。
另外C8051F02X系列除了内部有4K数据RAM外片外还可扩展至64K数据RAM
2.程式存贮器
C8051F系列单片机程式存储器为8K- 64K位元组的Flash存贮器，该存贮器可按512位元组为一扇区编程。可以线上编程且不需在片外提供编程电压，该程式存贮器未用到的扇区均可由用户按扇区作为非易失性数据存贮器使用。
交叉开关
1.Cygnal C8051F 系列单片机具有标準的8051 I/O口，除P0、P1、P2、P3之外还有更多扩展的8位I/O口。每个连线埠的I/O引脚都可以设定为推挽或漏极开路输出，这为低功耗套用提供了进一步节电的能力。
2.最为独特的是增加了除C8051F2XX外Digtalcrossbar”数字交叉开关，它可将内部数字系统资源定向到P0、P1和P2连线埠I/O引脚并可将定时器、串列汇流排、外部中断源、AD输入、转换比较器输出都可通过设定Crossbar开关控制暂存器定向到P0、P1、P2的I/O口，这就允许用户根据自己的特定套用选择通用I/O连线埠和所需数字资源的组合。
数器阵列
除了通用计数器/定时器之外，C8051F00x/01x/02xMCU还有一个片内可程式计数器/定时器阵列PCA，包括一个专用的16位计数器/定时器，5个可程式的捕捉/比较模组，时间基準可以是下面的六个时钟源之一：
1，系统时钟
2，系统时钟
3，定时器0溢出
4，外部时钟输
5，ECI系统时钟
6，外部振荡源频率（8C8051F00x/01x没有后两个时钟源）
每个捕捉/比较模组都有4或6种工作方式（边沿触发）捕捉软体定时器高速输出8位脉冲宽度调製器频率输出16位脉冲宽度调製器C8051F00x/01x没有后两种工作方式PCA捕捉/比较模组的I/O和外部时钟输入可以通过数字交叉开关连到I/O连线埠引脚
汇流排连线埠
C8051F系列内部有一个全双工UARTSPI汇流排和SMBus/I2C汇流排每种串列汇流排都完全用硬体实现都能向CIP-51产生中断这些串列汇流排不共享定时器中断或I/O连线埠所以可以使用任何一个或全部同时使用。
C8051F02x系列MCU内部还有第二个UART这是一个增强型全双工UART具有硬体地址识别和错误检测功能。
转换器
1.模数转换器
C8051F系列内部都有一个ADC子系统。除C8051F230/1/6之外由逐次逼近型ADC多通道模拟输入选择器和可程式增益放大器组成ADC工作在100ksps的最大採样速率时可提供真正的8位10位或12位精度ADC完全由CIP-51通过特殊功能暂存器控制系统控制器还可以关断ADC以节省功耗。
C8051F00x/01x/02x还有一个15ppm的基準电压和内部温度感测器并且8个外部输入通道都可被配置为两个单端输入或一个差分输入。
可程式增益放大器增益可以用软体设定从0.5到16以2的整数次幂递增当不同ADC输入电压信号範围差距较大或需要放大一个具有较大直流偏移的信号时可程式增益放大器是非常有用的。
A/D转换可以有4种启动方式软体命令定时器2溢出定时器3溢出或外部信号输入允许用软体事件硬体信号触发转换或进行连续转换一次转换完成后产生一个中断或者用软体查询来判断转换结束在转换完成后数据字被锁存到特殊功能暂存器中对于10位或12位ADC可以用软体控制数据字为左对齐或右对齐格式。
除了12位的ADC子系统ADC0之外C8051F02x还有一个8位ADC子系统即ADC1它有一个8通道输入多路选择器和可程式增益放大器该ADC工作在500ksps的最大採样速率时可提供真正的8位精度ADC1的基準电压可以在模拟电源电压AV+和外部REF引脚之间选择用户可以用软体将ADC1置于关断状态以节省功耗ADC1的可程式增益放大器的增益可以被编程为0.512或4ADC1也有灵活的转换控制机制允许用软体命令定时器溢出或外部信号输入启动ADC1转换用软体可以使ADC1与ADC0同步转换。
2.数模转换器
C8051F系列内有两路12位DAC，2个电压比较器， CPU通过SFRS控制数模转换和比较器。CPU可以将任何一个DAC置于低功耗关断方式。DAC为电压输出模式时与ADC共用参考电平，允许用软体命令和定时器2、定时器3、及定时器4的溢出信号更新DAC输出。
线上调试
CygnalC8051F系列单片机设计有片内调试电路与JTAG口可以实现非侵入式在片”调试。Cygnal提供基于Windows集成的线上开发调试环境，包括IDE软体与串口适配器EC2、调试目标板，可实现存贮器和暂存器校验和修改；设定断点、观察点、堆叠；程式可单步运行、全速运行、停止等。在调试时的所有的数字和模拟外设都能正常工作，实时反映真实情况。IDE调试环境可做Keil C源程式级别的调试。
对于开发和调试嵌入式套用来说，与用传统的专用仿真晶片、目标电缆及仿真头的仿真器相比，更具优越性能，更能真实“在片”仿真实时信息。Cygnal的调试环境既便于使用又能保证精确模拟外设的性能。
Cygnal C8051F系列单片机开发工具即突破了昂贵开发系统旧模式，又创立了低价位仿真新思路。为套用技术的开发提供了极大的方便。
