C8051F系列單片機介紹：
C8051F是Silicon Laboratories公司推出的增強型51單片機。
單片機自20世紀70年代末誕生至今，經歷了單片微型計算機SCM、微控制器MCU及片上系統SoC三大階段，前兩個階段分別以MCS-51和80C51爲代表。隨着在嵌入式領域中對單片機的性能和功能要求越來越高，以往的單片機無論是運行速度還是系統集成度等多方面都不能滿足新的設計需要，這時Silicon Labs 公司推出了C8051F系列單片機，成爲SoC的典型代表。
C8051F具有上手快(全兼容8051指令集)、研發快(開發工具易用，可縮短研發週期)和見效快(調試手段靈活)的特點，其性能優勢具體體現在以下方面：
基於增強的CIP-51內核，其指令集與MCS-51完全兼容，具有標準8051的組織架構，可以使用標準的803x/805x彙編器和編譯器進行軟件開發。CIP-51採用流水線結構，70%的的指令執行時間爲1或2個系統時鐘週期，是標準8051指令執行速度的12倍；其峯值執行速度可達100MIPS(C8051F120等)，是目前世界上速度最快的8位單片機。
增加了中斷源。標準的8051只有7箇中斷源Silicon Labs 公司 C8051F系列單片機擴展了中斷處理這對於時實多任務系統的處理是很重要的擴展的中斷系統向CIP-51提供22箇中斷源允許大量的模擬和數字外設中斷一箇中斷處理需要較少的CPU干預卻有更高的執行效率。
集成了豐富的模擬資源，絕大部分的C8051F系列單片機都集成了單個或兩個ADC，在片內模擬開關的作用下可實現對多路模擬信號的採集轉換；片內ADC的採樣精度最高可達24bit，採樣速率最高可達500ksps，部分型號還集成了單個或兩個獨立的高分辨率DAC，可滿足絕大多數混合信號系統的應用並實現與模擬電子系統的無縫接口；片內溫度傳感器則可以迅速而精確的監測環境溫度並通過程序作出相應處理，提高了系統運行的可靠性。
集成了豐富的外部設備接口。具有兩路UART和最多可達5個定時器及6個PCA模塊，此外還根據不同的需要集成了SMBus、SPI、USB、CAN、LIN等接口，以及RTC部件。外設接口在不使用時可以分別禁止以降低系統功耗。與其他類型的單片機實現相同的功能需要多個芯片的組合才能完成相比，C8051單片機不僅減少了系統成本，更大大降低了功耗。
增強了在信號處理方面的性能，部分型號具有16x16 MAC以及DMA功能，可對所採集信號進行實時有效的算法處理並提高了數據傳送能力。
具有獨立的片內時鐘源(精度最高可達0.5%)，設計人員既可選擇外接時鐘，也可直接應用片內時鐘，同時可以在內外時鐘源之間自如切換。片內時鐘源降低了系統設計的複雜度，提高了系統可靠性，而時鐘切換功能則有利於系統整體功耗的降低。
提供空閒模式及停機模式等多種電源管理方式來降低系統功耗
實現了I/O從固定方式到交叉開關配置。固定方式的I/O端口，既佔用引腳多，配置又不夠靈活。在C8051F中，則採用開關網絡以硬件方式實現I/O端口的靈活配置，外設電路單元通過相應的配置寄存器控制的交叉開關配置到所選擇的端口上。
復位方式多樣化，C8051F把80C51單一的外部復位發展成多源復位，提供了上電覆位、掉電覆位、外部引腳復位、軟件復位、時鐘檢測復位、比較器0復位、WDT復位和引腳配置復位。衆多的復位源爲保障系統的安全、操作的靈活性以及零功耗系統設計帶來極大的好處。
從傳統的仿真調試到基於JTAG接口的在系統調試。C8051F在8位單片機中率先配置了標準的JTAG接口（IEEE1149.1）。C8051F的JTAG接口不僅支持Flash ROM的讀/寫操作及非侵入式在系統調試，它的JTAG邏輯還爲在系統測試提供邊界掃描功能。通過邊界寄存器的編程控制，可對所有器件引腳、SFR總線和I/O口弱上拉功能實現觀察和控制。
C8051F系列單片機型號齊全，可根據設計需求選擇不同規模和帶有特定外設接口的型號，提供從多達100個引腳的高性能單片機到最小3mmX3mm的封裝，滿足不同設計的需要。
基於上述特點，Silicon Labs 公司C8051F系列單片機作爲SoC芯片的傑出代表能夠滿足絕大部分場合的複雜功能要求，並在嵌入式領域的各個場合都得到了廣泛的應用：在工業控制領域，其豐富的模擬資源可用於工業現場多種物理量的監測、分析及控制和顯示；在便攜式儀器領域，其低功耗和強大的外設接口也非常適合各種信號的採集、存儲和傳輸；此外，新型的C8051F5xx系列單片機也在汽車電子行業中嶄露頭角。正是這些優勢，使得C8051單片機在進入中國市場的短短几年內就迅速風靡，相信隨着新型號的不斷推出以及推廣力度的不斷加大，C8051系列單片機將迎來日益廣闊的發展空間，成爲嵌入式領域的時代寵兒
此係列單片機完全兼容MCS-51指令集，容易上手，開發週期短，大大節約了開發成本。C8051F系統集成度高，總線時鐘可達25M。
C8051F系列單片機編程仿真接口介紹：
編程仿真器：
仿真接口：
C8051F單片機有兩種接口形式，JTAG和C2接口。
當MCU 爲C8051F00X/01X/02X/04X/06X/12X/2XX系列時，選擇JTAG。
當MCU 爲C8051F3xx/41x/5xx/7xx/8xx/9xx系列時，選擇C2。
JTAG方式：
C2方式：
如果你用的C8051F單片機爲C2接口，只需要留三個口即可，即C2D、C2CK、GND，注意的是C2D、C2CK需串接R100限流電阻，C2CK上需要加一個2K-10K的上拉電阻。另外C2CK同時也是單片機的復位引腳，需要正確連接復位電路。
最小系統圖（以C8051F320爲例）：
C8051F系列單片機供電規則：
由於C8051F單片機是3.3V低功耗、高速單片機，與大家過去應用傳統的5V供電低速單片機在引腳處理與PCB布板方面會有一些區別，我們總結了這方面的經驗，提供給大家，以避免在應用設計上走彎路。
一、電源和地線方面的處理
1、模擬電源和數字電源要分別供電，可以使用兩個穩壓源分別供電，但是兩個電源之間的電壓差必須滿足數據手冊中的規定(<0.5V，小於0.3V是比較理想的)。實際應用中模擬電源和數字電源可以來自同一個穩壓器的輸出，只在AV+與VDD之間接簡單的濾波器也是很有效的。這裏要加一個小電感，也可以用低阻值的電阻(通常2歐姆,電阻要有足夠的寄生電感。) 這種方式既能降低成本又能減少體積。(關於這一點可以參考C8051F各種目標板的原理圖的電源部分）。
2、在地線方面，模擬地和數字地要分開佈線，然後在一點通過磁珠連接，在實際應用中也可以使用0歐姆繞線電阻連接的。該繞線電阻要有寄生電感，另外，在佈線時一定要注意地線應該儘可能的粗，或者採用大面積覆地，電源線也要儘量粗，並且在單片機所有電源和地之間以及每個外圍集成電路的VDD和GND間加去耦合電容。
3、如果所使用的器件上有模擬電源，模擬地，數字電源和數字地，所有這些引腳不可以懸空，必須連接。
二、在嚴酷環境下使用C8051F器件時，在PCB設計時應注意那些問題？
在嚴酷條件下使用C8051F器件時，我們提供給您的一般性建議如下：
1、在器件的每個電源引腳處放置0.1μF和1.0μF的去耦電容，而且要儘可能地靠近芯片。這一點適用於板上所有的IC（集成電路）。
2、儘可能將板上不使用的空間接地，即所謂的大面積覆銅。
3、在靠近器件外部振盪器引腳處放置外部晶體和其他振盪器元件（如果可行的話）。
4、使用最短的連線以避免產生“天線”，尤其在下列引腳處：/RST，MONEN，XTAL1，XTAL2，TMS，TCK，TDI和TDO。
5、應使用一個1k - 4.7k 的電阻將/RST拉爲高電平。且應該在/RST走線和地之間設一個0.1uF的去耦電容。
6、應將MONEN直接接至片上的VDD (首選)或接地。
7、將TMS、TCK、TDI 和接固定電平。
8、連接至系統電纜或其他電路板上的信號應在PCB的連接點處適當地濾波。避免使這些連接在板上形成大的迴路。
三、對JTAG引腳的處理
在電路設計時，JTAG口的TCK要加3.3V上拉。上拉電阻值取4.7K。另外，要考慮到在成品階段(此時已不需要通過JTAG編程)，將TCK.TMS.TDI引腳接地，這樣更能提高系統的抗干擾能力，對於提高系統的穩定性是非常主要的。
四、對未用到的IO口／模擬輸入口的處理
對未用到的IO口建議：設置爲漏極開路；並加固定電平；或設置爲推輓方式；未用的模擬輸入也要接地(接模擬地)。
五、在電路設計時的IO口／模擬輸入口的保護
1、在可能對IO口有瞬態衝擊的情況下，一定要對IO口進行保護，如可能會有瞬間大電流，就要在IO口上串接限流電阻，建議取值100歐姆。如有瞬態大電壓，就要在IO口上接TVS或快速反應二極管。
2、對在產品中使用的模擬輸入引腳的輸入電平，要在器件的允許範圍值內(具體的參數見數據手冊)。一般的ADC的輸入電壓範圍是0V~VREF。同時不可以超過器件的極限參數(見數據手冊)，否則可能造成永久性損壞。具體的做法可以加兩個肖特基二極管到電源和地。
六、對復位引腳／MONEN（電源監視）引腳的處理
1、爲了提高系統的抗干擾能力和可靠性，建議不要將復位引腳懸空，推薦電路爲：在復位引腳加強上拉，電阻可以選擇2~10K，還要加一個0.1uF~10uF的去耦電容。
2、如果接有外部看門狗電路，在調試及下載程序的過程中要將看門狗電路斷開
3、如果所使用的芯片上有MONEN引腳，此引腳不要懸空，建議直接接電源(使能MONEN)。
七、外接晶振的注意事項
1、選擇質量好的晶振、選擇損耗小的晶振電容。
2、X TAL1和XTAL2口不要接入5V電壓，在接入CMOS時鐘輸入時，要注意。
3、晶體振盪電路部分對在PCB的板上佈局非常敏感，應將晶體儘可能地靠近器件XTAL引腳，並在晶體引腳接上微調（10PF~33PF）電容。佈線應儘可能地短並用地線屏蔽，防止其它引線引入噪聲或干擾。
4、晶體外殼最好接地。
5、對於C8051F3XX器件，在外接晶體時，一定不要忘記在晶體兩端接10MW的電阻。
6、晶體微調電容的地要接模擬地。
八、焊接溫度的注意事項
當使用自動焊接時應嚴格控制以下參數：
1、溫升速率：小於6℃/秒
2、預熱區芯片引腳的最大溫度：125℃
3、迴流焊的最大溫度：建議215℃到220℃(最大值爲235℃)
4、芯片通過液態焊料溫度狀態的時間：30至85秒(建議75秒)
5、最大冷卻速率：4℃/秒
如果使用手工焊接，也應注意電烙鐵的溫度不易過高，與芯片的接觸時間不易過長；
關於焊接的詳細資料參見附頁<<超小型芯片(SMT)焊接指南：QFP和MLP封裝器件。
九、編寫軟件方面的注意事項
1、如使用C51編程，在使用指針變量(對FLASH進行寫操作)按如下方式定義：
unsigned char xdata *idata(或data) pwrite；
這樣做的目的是確保寫FLASH的指針的地址被分配在<data>或<idata>空間。
2、不用的代碼空間全部清爲“0”，這可以在程序跑飛後再重新運行。在跳轉指令前加兩到三個NOP指令。這樣也可以在程序跑飛後重新運行。