1. 系统概论
C8051 F04X 系列单片机是集成在一块芯片上的混合信号系统级单片机，分64个I/O端口管脚（如C8051F040/2）或者32个I/O端口管脚（如C8051F041/3）两类， 集成控制器。其最突出的特征见下表，涉及的主要设备特征在中详解。
. 25MIPS高速流水线式CIP-51控制器内核
. 控制对应的有32个信息对象，且每一个都有它自己的屏蔽位
. 在系统，全速，非插入式调试接口
. 有12位的ADC（C8051F040/1）或10位的ADC（C8051F042/3），带有PGA和模拟复用开关
. 对于12位的ADC（峰峰值为60伏）的高压差分放大输入可通过编程得到
. 有8位的多通道DAC，带有PGA和模拟复用开关
. 有两个12位DAC，通过编程更新时序
. 64KB的可编程FLASH存储器
. RAM可存储4352（4096+256）字节
. 外部内存接口可寻址64K字节
. SPI，SMBus/I2C和（2）UART串行接口通过硬件实现
. 5个16位通用定时器
. 可编程计数/定时阵列有6个捕捉/比较模块
. 片内有看门狗定时器，VDD监视器，温度传感器
由于有片内VDD监视器，看门狗定时器和时钟震荡器，C8051F04X系列单片机称得上是真正独立的片上系统。通过使用软件可以用程序很好的管理模拟和数字外设FLASH存储器甚至还有在系统重新编程能力，可提供非易失数据存储，并允许现场更新8051程序。
片内JTAG调试支持功能允许对安装在最终应用系统上的单片机进行非侵入失式（不占用片内资源），全速在系统调试。该调试系统支持和修改存储器和寄存器，支持断点，观察点，单步及运行和停机命令。在使用JTAG调试时所有的模拟和数字外设都可全功能运行。
每个单片机都可在工业温度范围-45-+85℃ 内采用 伏到V 的工作电压，端口I/O，/RST和JTAM引脚允许5V的输入信号电压。C8051F040/2为100脚封装，C8051F041/3为64脚TQFP封装（原理框图见图和图）。
CIP-51 CPU
. 8051完全兼容
C8051 F04X 系列单片机使用CYGNAL的专利：CIP-51微控制器内核CIP-51。CIP-51与MCS-51的指令完全兼容，可以使用标准803x/805x的汇编器和编译器进行软件开发。它的内核具有标准8052的所有外设部件，包括个16位的计数器/定时器，一个全双工UART，256B内部RAM空间，128B特殊功能寄存器SFR地址空间及8/4B宽I/O端口。
. 全面改进部分
CIP-51采用流水线结构，与标准的8051结构相比，指令执行速度有很大的提高。在标准的8051中，出MUL和DIV以外，所有指令都需要12或24个系统时钟周期，最大系统时钟频率为12-24MHz。而对于CIP-51内核，70℅的指令执行时间位1或2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。
CIP-51 共有109条指令，下表列出了指令条数和执行时间时所需的系统时钟周期数的关系
执行周期数 1 2 2/3 3 3/4 4 4/5 5 8
指令 26 50 5 14 7 3 1 2 1
CIP-51工作在最大系统时钟频率25MHz时，它的峰值速度达到25MIPS。图1-3给出的8位控制器内核工作在最大系统时钟时的峰值速度的比较关系。
. 改进特点
C8051F04X系列单片机在CIP-52内核的内部和外部有几项关键性改进，提高了整体性能，更易于在实际中使用。
扩展的中断系统为CIP-51提供20个中断源（标准的8051只有7个中断源），CIP-51允许大量的模拟和数字外设中断微控制器。由中断驱动的系统需要较少的单片机干预。但有更高的执行频率。在设计多任务实时系统时，这些新增加的中断源是非常有用的。
单片机可有7个中断源：1个片内VDD监视器，1个看门狗定时器（WDT），1个时钟丢失检测器，1个比较器0提供的电压检测器，1个强制软件复位，CNVSTR0输入引脚及/RS
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