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C8051F501-IQR 发布时间 时间:2025/12/27 5:43:51 查看 阅读:13

C8051F501-IQR是Silicon Laboratories公司推出的一款高度集成的混合信号片上系统(SoC)微控制器,基于增强型8051内核架构。该器件在单个芯片上集成了丰富的模拟和数字外设,适用于需要高精度测量、实时控制和低功耗运行的嵌入式应用。C8051F501-IQR采用QFN-32封装,体积小巧,适合空间受限的设计环境。其核心基于标准8051指令集的改进版本,工作频率可达25MHz,具备流水线架构,执行速度比传统8051快10倍以上,能够在每个时钟周期内完成大部分指令操作,显著提升了处理效率。该芯片内置4KB的Flash程序存储器和256字节的RAM,支持在系统编程(ISP)和在应用编程(IAP),便于固件更新与现场维护。此外,它还集成了高精度时钟源,无需外部晶振即可实现精确运行,降低了系统成本和复杂度。

参数

核心架构:增强型8051 CIP-51
  工作频率:最高25MHz
  程序存储器:4KB Flash
  数据存储器:256字节 RAM
  封装形式:QFN-32
  电源电压:2.7V 至 5.25V
  工作温度范围:-40°C 至 +85°C
  ADC分辨率:10位
  ADC通道数:16
  DAC分辨率:8位
  定时器数量:4个16位定时器
  通信接口:SPI、I2C、UART
  看门狗定时器:支持
  可编程计数器阵列(PCA):支持
  内部振荡器:24.5MHz 精度 ±2%
  GPIO数量:最多32个
  休眠模式电流:< 50nA
  唤醒时间:< 2μs

特性

C8051F501-IQR具备强大的模拟外设集成能力,片内包含一个10位逐次逼近型模数转换器(ADC),拥有高达16个外部输入通道,支持单端和差分输入模式,并可配置为不同的电压参考源,包括内部基准、外部引脚或电源电压。ADC采样速率可达500ksps,配合可编程增益放大器(PGA)能够实现对微弱信号的高精度采集,广泛应用于传感器信号调理场景。此外,芯片还集成了一个8位电压输出型数模转换器(DAC),可用于生成控制电压或波形输出,满足多种模拟控制需求。模拟部分还包括两个高精度比较器,可用于过压检测、窗口监控或自定义触发逻辑。
  在数字外设方面,C8051F501-IQR提供了丰富的资源以支持复杂的控制任务。其四个16位通用定时器可配置为多种模式,如捕捉、PWM输出或事件计数,配合可编程计数器阵列(PCA)模块,可实现多达5路独立的PWM输出或硬件脉冲捕获功能,非常适合电机控制、LED调光等应用场景。通信接口方面,集成的UART、SPI和SMBus(兼容I2C)允许灵活连接各类外部设备,如EEPROM、显示模块、无线收发器等,并支持主从模式切换和多机通信协议。所有通信接口均具备中断驱动能力,确保高效的数据处理和低CPU占用率。
  低功耗设计是该芯片的一大亮点。C8051F501-IQR支持多种电源管理模式,包括空闲模式和停机模式。在停机模式下,典型电流消耗低于50nA,同时仍能通过外部中断或复位引脚快速唤醒,唤醒时间小于2μs,极大延长了电池供电设备的使用寿命。此外,内置的电压监视器(VDD Monitor)可在电源异常时产生复位信号,保障系统运行的可靠性。芯片还集成了片内24.5MHz高精度振荡器,精度可达±2%,无需外部晶振即可稳定运行,节省PCB空间和物料成本。对于需要更高时钟精度的应用,也可接入外部晶体或时钟源进行同步。开发支持方面,Silicon Labs提供完整的软件库、配置工具(如Simplicity Studio)和仿真调试接口(通过2线制C2接口),使开发者能够快速完成项目原型设计和调试工作。

应用

C8051F501-IQR广泛应用于工业自动化、消费电子、便携式医疗设备、传感器节点和智能仪表等领域。由于其高度集成的模拟前端和低功耗特性,常被用于压力传感器、温度变送器、气体检测模块等信号采集系统中,作为前端信号处理核心。在电池供电的物联网终端设备中,该芯片凭借其超低休眠电流和快速唤醒能力,能够有效延长设备续航时间,适用于无线传感网络中的边缘节点控制器。此外,在家用电器控制板、小型电机驱动器、智能照明调光模块中也常见其身影,利用其多路PWM输出和丰富的GPIO资源实现复杂的控制逻辑。由于支持I2C/SPI通信接口,它也适合作为系统协处理器,负责管理多个外围设备并与主控MCU进行数据交换。在医疗健康类设备中,例如便携式血氧仪、电子体温计等,C8051F501-IQR可以完成传感器信号采集、滤波处理及数字化传输任务,确保测量结果的准确性和实时性。其宽电压工作范围(2.7V~5.25V)使其兼容多种电源方案,无论是由锂电池还是稳压电源供电都能稳定运行。结合其小尺寸QFN封装,特别适合对空间要求严苛的紧凑型电子产品设计。

替代型号

C8051F500-IQR
  C8051F502-IQR
  C8051F503-IQR
  EFM8BB10F4G-A-QFN32R

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C8051F501-IQR参数

  • 制造商Silicon Laboratories
  • 核心8051
  • 处理器系列C8051
  • 数据总线宽度8 bit
  • 封装Reel