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C8051F001-GQ 发布时间 时间:2025/12/27 5:24:02 查看 阅读:25

C8051F001-GQ是Silicon Laboratories公司推出的一款高性能混合信号系统级单片机(MCU),基于增强型8051微控制器内核,采用先进的CMOS工艺制造。该芯片在极小的封装内集成了丰富的模拟和数字外设资源,适用于对空间、功耗和性能有严格要求的嵌入式应用。C8051F001-GQ属于C8051F系列中的高集成度产品,具备高度自主运行能力,能够在无需CPU干预的情况下完成复杂的模拟信号处理和数字控制任务。其主要特点包括高速处理能力、高精度模拟外设、灵活的时钟系统以及多种低功耗模式,使其成为工业控制、传感器接口、便携式设备和自动化系统的理想选择。该器件支持全速运行下的单周期指令执行,显著提升了传统8051架构的运算效率,同时保持与标准8051指令集的完全兼容,便于开发者进行代码移植和开发。
  C8051F001-GQ内置Flash程序存储器和数据RAM,支持在系统编程(ISP)和在应用编程(IAP),极大地方便了固件更新和现场升级。此外,该芯片还集成了片上调试电路(Silicon Labs 2-wire Debug Interface),允许通过简单的两线接口实现非侵入式调试,极大提高了开发效率并降低了硬件测试成本。其工作电压范围宽,可在2.7V至3.6V之间稳定运行,并支持工业级温度范围(-45°C至+85°C),确保在严苛环境下的可靠性和稳定性。封装形式为小型化的TQFP-44,适合高密度PCB布局。

参数

核心架构:增强型8051 CIP-51
  工作频率:最高25MHz
  程序存储器:32KB Flash
  数据存储器:2KB RAM
  工作电压:2.7V - 3.6V
  工作温度:-45°C 至 +85°C
  封装类型:TQFP-44
  ADC分辨率:10位
  ADC通道数:8
  DAC分辨率:8位
  定时器数量:5个
  通信接口:SPI、SMBus/I2C、UART
  PWM通道:6路
  看门狗定时器:支持
  内部振荡器:支持(可编程从1kHz到25MHz)
  可编程计数器阵列(PCA):支持

特性

C8051F001-GQ具备卓越的模拟集成能力,片内集成了一个10位模数转换器(ADC),支持8个外部输入通道,并可通过可编程增益放大器(PGA)实现对微弱信号的精确采集。ADC支持多种转换启动方式,包括定时器溢出、外部引脚触发或软件命令,能够适应不同的实时控制需求。此外,该ADC具备可编程数据右对齐功能和内置温度传感器,可用于系统自诊断和环境监测。芯片还配备了一个8位电压模式数模转换器(DAC),可用于生成参考电压或驱动模拟负载,进一步增强了其在混合信号应用中的灵活性。
  在数字外设方面,C8051F001-GQ提供了丰富的资源配置。其5个16位定时器支持多种工作模式,包括捕捉、比较、波特率发生等,满足复杂时序控制需求。可编程计数器阵列(PCA)支持六种工作模式,包括高速输出、频率输出、脉宽调制(PWM)和软件定时器,可用于电机控制、LED调光或编码器接口等应用。通信接口方面,集成的SMBus/I2C模块支持多主模式和从模式操作,SPI接口支持主/从模式及DMA访问,UART支持增强型串口通信功能,如地址检测和错误帧识别,便于构建多节点通信网络。
  该芯片的低功耗设计极为出色,支持空闲模式和停机模式两种节能状态。在停机模式下,电流可低至几微安级别,同时仍能通过外部中断或复位唤醒系统,非常适合电池供电的应用场景。内部时钟系统高度可配置,用户可根据应用需求在精度与功耗之间进行权衡。此外,片上集成了电压监控电路(VDD监视器)和掉电检测功能,可在电源异常时及时采取保护措施,防止数据损坏或系统崩溃。
  开发支持方面,C8051F001-GQ完全兼容Silicon Labs的集成开发环境(IDE)和配置工具,支持C语言编程和汇编语言开发。其2线调试接口仅需两个引脚即可实现全功能调试,包括断点设置、单步执行、寄存器查看等,极大简化了硬件调试过程。由于其高度集成和小尺寸封装,该芯片特别适合用于空间受限但功能复杂的设计中,例如智能传感器节点、工业仪表、医疗监测设备和自动控制系统。

应用

C8051F001-GQ广泛应用于需要高集成度、低功耗和高性能混合信号处理能力的嵌入式系统中。典型应用包括工业自动化中的传感器信号调理与采集系统,利用其高精度ADC和可编程增益放大器实现对压力、温度、流量等物理量的精确测量,并通过I2C或SPI接口将数据传输至上位机或PLC控制器。在便携式医疗设备中,如血糖仪、脉搏血氧仪等,该芯片凭借其低功耗特性和片上模拟前端,能够长时间稳定运行并保证测量精度。
  在智能仪表领域,C8051F001-GQ可用于电表、水表或气表的数据采集与通信模块,结合其定时器和PWM功能实现计量计数与显示驱动。其丰富的GPIO资源和灵活的外设配置也使其适用于家用电器控制板,如洗衣机、微波炉或空气净化器的主控单元,实现按键扫描、电机控制、蜂鸣器驱动和LCD显示等功能。
  此外,该芯片还可用于电池管理系统(BMS)中的电压与温度监测模块,利用其内部温度传感器和多通道ADC实时监控电池组状态,并通过UART或SMBus与其他控制器通信。在安防系统中,可用于烟雾探测器、红外报警器等设备的核心处理单元,实现信号采集、逻辑判断与报警输出一体化设计。得益于其小型封装和宽温工作能力,C8051F001-GQ也适用于汽车电子中的辅助控制模块,如车窗升降控制、座椅调节或灯光控制等对空间和可靠性要求较高的场合。

替代型号

C8051F002-GQ
  C8051F005-GQR
  C8051F300-GM

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C8051F001-GQ参数

  • 产品培训模块Serial Communication Overview
  • 标准包装250
  • 类别集成电路 (IC)
  • 家庭嵌入式 - 微控制器,
  • 系列C8051F00x
  • 核心处理器8051
  • 芯体尺寸8-位
  • 速度20MHz
  • 连通性SMBus(2 线/I²C),SPI,UART/USART
  • 外围设备欠压检测/复位,POR,PWM,温度传感器,WDT
  • 输入/输出数16
  • 程序存储器容量32KB(32K x 8)
  • 程序存储器类型闪存
  • EEPROM 大小-
  • RAM 容量256 x 8
  • 电压 - 电源 (Vcc/Vdd)2.7 V ~ 3.6 V
  • 数据转换器A/D 8x12b,D/A 2x12b
  • 振荡器型内部
  • 工作温度-40°C ~ 85°C
  • 封装/外壳48-TQFP
  • 包装托盘
  • 配用336-1246-ND - DEV KIT F300/301/302/303/304/305
  • 其它名称336-1185