C8051F单片机 C8051F系列单片机 单片机自20世纪70年代末诞生至今，经历了单片微型计算机SCM、微控制器MCU及片上系统SoC三大阶段，前两个阶段分别以MCS-51和80C51为代表。随着在嵌入式领域中对单片机的性能和功能要求越来越高，以往的单片机无论是运行速度还是系统集成度等多方面都不能满足新的设计需要，这时Silicon Labs 公司推出了C8051F系列单片机，成为SoC的典型代表。 C8051F具有上手快(全兼容8051指令集)、研发快(开发工具易用，可缩短研发周期)和见效快(调试手段灵活)的特点，其性能优势具体体现在以下方面： 基于增强的CIP-51内核，其指令集与MCS-51完全兼容，具有标准8051的组织架构，可以使用标准的803x/805x汇编器和编译器进行软件开发。CIP-51采用流水线结构，70%的的指令执行时间为1或2个系统时钟周期，是标准8051指令执行速度的12倍；其峰值执行速度可达100MIPS(C8051F120等)，是目前世界上速度最快的8位单片机。 增加了中断源。标准的8051只有7个中断源Silicon Labs 公司 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。 集成了丰富的模拟资源，绝大部分的C8051F系列单片机都集成了单个或两个ADC，在片内模拟开关的作用下可实现对多路模拟信号的采集转换；片内ADC的采样精度最高可达24bit，采样速率最高可达500ksps，部分型号还集成了单个或两个独立的高分辨率DAC，可满足绝大多数混合信号系统的应用并实现与模拟电子系统的无缝接口；片内温度传感器则可以迅速而精确的监测环境温度并通过程序作出相应处理，提高了系统运行的可靠性。 集成了丰富的外部设备接口。具有两路UART和最多可达5个定时器及6个PCA模块，此外还根据不同的需要集成了SMBus、SPI、USB、CAN、LIN等接口，以及RTC部件。外设接口在不使用时可以分别禁止以降低系统功耗。与其他类型的单片机实现相同的功能需要多个芯片的组合才能完成相比，C8051单片机不仅减少了系统成本，更大大降低了功耗。 增强了在信号处理方面的性能，部分型号具有16x16 MAC以及DMA功能，可对所采集信号进行实时有效的算法处理并提高了数据传送能力。 具有独立的片内时钟源(精度最高可达0.5%)，设计人员既可选择外接时钟，也可直接应用片内时钟，同时可以在内外时钟源之间自如切换。片内时钟源降低了系统设计的复杂度，提高了系统可靠性，而时钟切换功能则有利于系统整体功耗的降低。 提供空闲模式及停机模式等多种电源管理方式来降低系统功耗 实现了I/O从固定方式到交叉开关配置。固定方式的I/O端口，既占用引脚多，配置又不够灵活。在C8051F中，则采用开关网络以硬件方式实现I/O端口的灵活配置，外设电路单元通过相应的配置寄存器控制的交叉开关配置到所选择的端口上。 复位方式多样化，C8051F把80C51单一的外部复位发展成多源复位，提供了上电复位、掉电复位、外部引脚复位、软件复位、时钟检测复位、比较器0复位、WDT复位和引脚配置复位。众多的复位源为保障系统的安全、操作的灵活性以及零功耗系统设计带来极大的好处。 从传统的仿真调试到基于JTAG接口的在系统调试。C8051F在8位单片机中率先配置了标准的JTAG接口（IEEE1149.1）。C8051F的JTAG接口不仅支持Flash ROM的读/写操作及非侵入式在系统调试，它的JTAG逻辑还为在系统测试提供边界扫描功能。通过边界寄存器的编程控制，可对所有器件引脚、SFR总线和I/O口弱上拉功能实现观察和控制。 C8051F系列单片机型号齐全，可根据设计需求选择不同规模和带有特定外设接口的型号，提供从多达100个引脚的高性能单片机到最小3mmX3mm的封装，满足不同设计的需要。 基于上述特点，Silicon Labs 公司C8051F系列单片机作为SoC芯片的杰出代表能够满足绝大部分场合的复杂功能要求，并在嵌入式领域的各个场合都得到了广泛的应用：在工业控制领域，其丰富的模拟资源可用于工业现场多种物理量的监测、分析及控制和显示；在便携式仪器领域，其低功耗和强大的外设接口也非常适合各种信号的采集、存储和传输；此外，新型的C8051F5xx系列单片机也在汽车电子行业中崭露头角。正是这些优势，使得C8051单片机在进入中国市场的短短几年内就迅速风靡，相信随着新型号的不断推出以及推广力度的不断加大，C8051系列单片机将迎来日益广阔的发展空间，成为嵌入式领域的时代宠儿 此系列单片机完全兼容MCS-51指令集，容易上手，开发周期短，大大节约了开发成本。C8051F系统集成度高，总线时钟可达25M
上传时间： 2013-11-24
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单片机的选择和使用 目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴： 1.在智能仪器仪表上的应用 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。 2.在工业控制中的应用 用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。 3.在家用电器中的应用 可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。 4.在计算机网络和通信领域中的应用 现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。 5.单片机在医用设备领域中的应用 单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。 6.在各种大型电器中的模块化应用 某些专用单片机设计用于实现特定功能，从而在各种电路中进行模块化应用，而不要求使用人员了解其内部结构。如音乐集成单片机，看似简单的功能，微缩在纯电子芯片中（有别于磁带机的原理），就需要复杂的类似于计算机的原理。如：音乐信号以数字的形式存于存储器中（类似于ROM），由微控制器读出，转化为模拟音乐电信号（类似于声卡）。 在大型电路中，这种模块化应用极大地缩小了体积，简化了电路，降低了损坏、错误率，也方便于更换。 7.单片机在汽车设备领域中的应用 单片机在汽车电子中的应用非常广泛，例如汽车中的发动机控制器，基于CAN总线的汽车发动机智能电子控制器，GPS导航系统，abs防抱死系统，制动系统等等。 此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。
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上传时间： 2013-11-25
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1.1 微型计算机的组成及工作原理1.1.1 微型计算机中的基本概念1. 微处理器2. 微型计算机 (1)单片微处理机 (2)通用微型计算机3. 微型计算机系统1.1.2 微机基本结构 微型计算机的基本组成如图1.1所示，它由中央处理器（CPU）、存储器（Memory）、输入输出接口（I/O接口）和系统总线（BUS）构成。 1.1.3 微型计算机的基本工作过程 微型计算机的基本工作过程是执行程序的过程，也就是CPU自动从程序存放的第1个存储单元起，逐步取出指令、分析指令，并根据指令规定的操作类型和操作对象，执行指令规定的相关操作。如此重复，周而复始，直至执行完程序的所有指令，从而实现程序的基本功能，这就是微型计算机的基本工作原理。 1.2 典型单片机产品简介1.2.1 MCS-51单片机系列 MCS-51可分为两个子系列和4种类型，如表1-1所示。按资源的配置数量，MCS-51系列分为51和52两个子系列，其中51子系列是基本型，而52子系列属于增强型。表1-1 MCS-51系列单片机分类
上传时间： 2013-11-07
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基于对8086 单芯片计算机的研究，设计了系统显示接口模块，其中包括SDRAM 显示存储器，DMA 显示传输通道和VGA 显示终端3 个主要功能单元。整个设计遵循ASIC流程，讨论了基于FPGA 的实现技术。使用具体显示实例验证，结果表明，该显示接口能够正确完成所要求的单芯片计算机显示操作。关键词：8086 单芯片计算机；显示接口；SDRAM；DMA 通道；VGA
上传时间： 2013-10-10
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RSA加解密系统及其单芯片实现随着计算机科技的进步，带给人类极大的便利性，但伴随而来的却是安全性之问题。最简单便利的安全措施是利用使用者账号及密码加以控管，但密码太短易被破解，密码太长不便记忆，在网络上进行传输，利用简单的网络封包截取工具即可取得相关之使用者账号及密码，因此如何使用适当之资安技术以保护网络上之公开资讯，为一重要之课题。RSA 密码系统为确保信息安全之一重要机制。本专题利用低成本且取得容易的8051 单芯片实现RSA加解密系统。关键词: 信息安全、8051 单芯片、RSA 密码系统。
上传时间： 2013-11-05
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本文依据集成电路设计方法学，探讨了一种基于标准Intel 8086 微处理器的单芯片计算机平台的架构。研究了其与SDRAM，8255 并行接口等外围IP 的集成，并在对AMBA协议和8086 CPU分析的基础上，采用遵从AMBA传输协议的系统总线代替传统的8086 CPU三总线结构，搭建了基于8086 IP 软核的单芯片计算机系统，并实现了FPGA 功能演示。关键词：微处理器； SoC；单芯片计算机；AMBA 协议 Design of 8086 CPU Based Computer-on-a-chip System（School of Electrical Engineering and Automation, Heifei University of Technology, Hefei, 230009,China）Abstract: According to the IC design methodology, this paper discusses the design of one kind of Computer-on-a-chip system architecture, which is based on the standard Intel8086 microprocessor,investigates how to integrate the 8086 CPU and peripheral IP such as, SDRAM controller, 8255 PPI etc. Based on the analysis of the standard Intel8086 microprocessor and AMBA Specification,the Computer-on-a-chip system based on 8086 CPU which uses AMBA bus instead of traditional three-bus structure of 8086 CPU is constructed, and the FPGA hardware emulation is fulfilled.Key words: Microprocessor; SoC; Computer-on-a-chip; AMBA Specification
上传时间： 2013-12-27
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介绍了P89C51RA 单片机的性能和特点，设计了智能广播系统控制器。详细分析了该型号单片机ISP 功能，实现了智能广播系统控制器的在系统升级。通过串口通信对PC 主机命令进行接收并解析，实现对广播设备和广播分区的控制。系统成功地进行了系统调试，经长期运行表明，该系统结构简洁，运行稳定可靠，性价比高。关键词：控制器；智能广播系统；P89C51RA；ISP；串口通信随着计算机技术和多媒体技术的发展，计算机越来越多地应用到社会各个领域。智能广播系统是计算机技术和多媒体技术在广播系统中的综合应用，是在原有广播系统的基础上增加计算机系统和控制器实现广播系统的智能化升级。智能广播系统具有以下功能：程序化自动广播；广播分区预设；无人职守全自动运行；支持多种广播模式。智能广播系统一方面可以大大减轻广播节目制作和播放人员的工作量，另一方面还为广播节目的制作提供了丰富的素材和节目来源。智能广播系统将广泛地应用于大、中、小各类学校和部分企、事业单位。智能广播系统主要由计算机软件系统、计算机硬件系统、控制器和原有广播体系构成。控制器在整个系统中起着连接计算机系统和原有广播体系的桥梁作用，实现对计算机发出的各种控制指令的解释和执行，因此，智能广播系统控制器的性能在一定程度上决定着整个系统安全、可靠和稳定地运行。本文研究开发了一种基于P89C51RA 的智能广播系统控制器来实现整个系统的安全可靠运行。
上传时间： 2014-01-07
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基于PIC单片机的低功耗读卡器硬件设计:本文提出了一个完整的基于串口的智能读卡器子系统设计方案并将其实现。读卡器的设计突出了小型化的要求，全部器件使用贴片封装。为了减小读卡器的体积，设计中还使用了串口窃电的技术，使用串口信号线直接给读卡器供电。为此，读卡器使用了省电的设计，采用了省电的集成电路，并大胆简化了许多传统的设计电路。关键字： 读卡器， 单片机， 串口窃电 Abstract： This paper aims to put forward a complete design of Smart IC card reader based onSerial Port and propose the way of realizing it for the purpose of Network Security. SMD isadopted to make Smart IC reader smaller in this design. To reduce the volume of Smart ICreader， Serial Port powered technology is employed to get power from the signal line of Serial Port. For this reason， low-power consumption components are adopted in the design and some traditional designs are simplified to reduce the power consumption.Keywords： Card Reader； Single-chip Computer； Serial Port Powered IC 卡系统保存了加密算法所需要的工作密钥，供加密算法对网络上传输的数据加密使用，是整个系统网络安全的核心。在IC 卡子系统中，读卡器是一个重要的部分。它起着管理IC卡、在IC 卡和PC或网络计算机间传递数据的重要作用。本文以一片PIC单片机为核心完成了基于RS232 串口的读卡器的硬件设计。
上传时间： 2014-04-14
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计算机的指令系统是表征计算机性能的重要指标，每种计算机都有自己的指令系统。MCS—51单片机的指令系统是一个具有255种代码的集合，绝大多数指令包含两个基本部分：操作码和操作数。操作码表明指令要执行的操作的性质；操作数说明参与操作的数据或数据所存放的地址。MCS—51指令系统中所有程序指令是以机器语言形式表示，可分为单字节、双字节、三字节3种格式。用二进制编码表示的机器语言由于阅读困难，且难以记忆。因此在微机控制系统中采用汇编语言指令来编写程序。本章介绍MCS—51指令系统就是以汇编语言来描述的。 一条汇编语言指令中最多包含4个区段，如下所示： 标号： 操作码目的操作数，源源操作数；注释 标号与操作码之间“：”隔开； 操作码与操作数之间用“空格”隔开； 目的操作数和源源操作数之间有“，”分隔； 操作数与注释之间用“；”隔开。 标号是由用户定义的符号组成，必须用英文大写字母开始。标号可有可无，若一条指令中有标号，标号代表该指令所存放的第一个字节存储单元的地址，故标号又称为符号地址，在汇编时，把该地址赋值给标号。 操作码是指令的功能部分，不能缺省。MCS—51指令系统中共有42种助记符，代表了33种不同的功能。例如MOV是数据传送的助记符。 操作数是指令要操作的数据信息。根据指令的不同功能，操作数的个数有3、2、1或没有操作数。例如MOV A，#20H，包含了两个操作数A和#20H，它们之间用“，”隔开。注释可有可无，加入注释主要为了便于阅读，程序设计者对指令或程序段作简要的功能说明，在阅读程序或调试程序时将会带来很多方便。
上传时间： 2013-11-04
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这里介绍的一款多功能编程器，功能强大，支持大多数常用的EPROM, EEPROM, FLASH, I2C,PIC, MCS-51,AVR, 93Cxx等系列芯片（超过400种）。硬件成本较低，性价比很高。既适合于电子和电脑爱好者使用，也适合家电维修人员维修家电和单片机开发人员使用。图1为多功能编程器的主机，中间是32脚ZIF(零插力)锁紧插座, 用于27系列、28系列、29系列、39/49系列等BIOS芯片。左边是25芯并口插座，通过并口电缆连接计算机并口。左下方是电源插座。32脚ZIF插座下方是12位的DIP开关，对EPROM芯片进行读写等操作前，需将此开关拨至相应位置。具体开关位置可以参照软件提示。锁紧插座右侧依次排列3个DIP8插座和一个DIP18插座，分别用于25系列、24系列、93系列存储器和PIC系列单片机等；绿色电源指示灯（Power）用于指示编程器电源状态；红色指示灯（Vpp）用于指示芯片Vpp电源状态；黄色指示灯（Vcc）用于指示芯片编程状态。 一、 主要功能： ★ 可用此编程器升级、维修电脑主板，显卡等BIOS芯片。可支持3.3V低电压BIOS芯片。 ★ 用来写网卡启动芯片:用于组建无盘站写网卡启动芯片或制作硬盘还原卡等。 ★ 可用于复印机、传真机、打印机主板维护和维修。★ 可用于读写用来写汽车仪表、安全气囊、里程表数据。★ 可用于维修显示器、彩电、VCD、DVD 上面的存储芯片。可修改开机画面。 ★ 用来开发单片机: 通过添加不同适配器，可以支持 MCS-51 系列, AVR 系列和 PIC 系列的MCU。 ★ 用来写大容量存储芯片:大容量的存储芯片,一般在卫星接收机上使用较多,可以用编程器直接来升级或改写。 二、电路简介图2是这台编程器的完整电路图，可以看到编程器电路由完全分离的两部分组成：串行部分和并行EPROM部分电路。限于篇幅，原理部分不再详述。对原理感兴趣的读者可以参考本文配套文件包中的“电路原理参考.PDF”文件。图2三、电路板设计与制作 图3是编程器参考元件布局图，双面PCB尺寸为160X100毫米,厚度1.6毫米。具体的PCB设计可以参考配套文件中的“PCB参考设计.PDF”。这个文件中包括电路板的顶层和低层布线和顶层丝印层。如果业余自制电路板，建议使用双面感光电路板制作，以确保精度。
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上传时间： 2013-10-14
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