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C8051F996-GUR 发布时间 时间:2025/12/27 6:36:16 查看 阅读:49

C8051F996-GUR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,专为低功耗、高精度传感器接口和嵌入式控制应用设计。该器件在极小的封装中集成了多种模拟和数字外设,适用于对空间、功耗和性能有严格要求的便携式设备、工业传感系统和电池供电产品。C8051F996-GUR采用先进的CMOS工艺制造,具备出色的抗干扰能力和稳定性,能够在恶劣的电磁环境中可靠运行。其核心优势在于将高性能处理能力与丰富的模拟前端功能结合,无需外部元件即可实现复杂的信号采集与处理任务。该芯片支持多种低功耗模式,包括睡眠、暂停和停机模式,极大延长了电池使用寿命。此外,它还具备完整的开发支持体系,包括集成开发环境(IDE)、调试工具和固件库,便于快速原型开发和产品化部署。

参数

核心架构:增强型8051 CIP-51
  工作频率:最高24.5 MHz
  程序存储器:64 KB Flash
  数据存储器:4352 B RAM(包括256 B XRAM 和 4 KB IRAM)
  数据Flash:4 KB 可用作非易失性存储
  工作电压范围:1.8 V 至 3.6 V
  工作温度范围:-40°C 至 +85°C
  封装形式:24引脚 QFN(4 mm × 4 mm)
  ADC分辨率:12位 SAR ADC,最多16个单端或差分输入通道
  ADC采样率:500 ksps
  DAC:12位电压输出DAC,带缓冲
  可编程增益放大器(PGA):增益可选x0.5, x1, x2, x4, x8
  比较器:2个模拟比较器
  内部振荡器:24.5 MHz 精密内部振荡器,±0.2%典型精度
  定时器:4个16位定时器(Timer 0/1/2/3)
  通信接口:1个SMBus/I2C,1个SPI,1个UART
  可配置I/O端口:16个数字I/O引脚,支持上拉和开漏输出
  调试接口:2线制C2调试接口
  看门狗定时器:支持系统复位
  低压检测(LVD):可配置阈值以触发中断或复位

特性

C8051F996-GUR的特性之一是其高度集成的模拟外设系统,使其特别适合用于高精度传感器信号调理与采集。该芯片内置一个12位500 ksps的逐次逼近型模数转换器(SAR ADC),支持多达16个单端或差分输入通道,允许用户灵活配置多路传感器输入。ADC前端集成了可编程增益放大器(PGA),可在x0.5至x8范围内调节增益,显著提升微弱信号的测量精度,尤其适用于压力、温度、湿度等低电平输出传感器的应用场景。此外,芯片还配备了一个12位电压输出DAC,可用于生成参考电压或驱动执行器,增强了系统的闭环控制能力。两个高精度模拟比较器可用于快速响应阈值检测事件,支持低功耗唤醒功能。
  另一个关键特性是其超低功耗设计。C8051F996-GUR在整个工作范围内优化了动态和静态电流消耗。在主动运行模式下,典型工作电流仅为150 μA/MHz,在3.0 V供电时,24.5 MHz全速运行功耗低于4 mA。在多种低功耗睡眠模式下,电流可降至几微安甚至几十纳安级别,例如在停机模式下,仅保留RTC或LVD功能时,电流可低至50 nA。这种精细的电源管理能力使得该芯片非常适合长期运行的电池供电设备,如无线传感器节点、穿戴式健康监测设备和远程环境监控系统。
  在数字外设方面,C8051F996-GUR提供了完整的通信接口组合,包括I2C、SPI和UART,支持与外部传感器、存储器、无线模块等多种外设进行无缝连接。所有通信接口均支持主从模式,并具备DMA辅助功能,减轻CPU负担,提高系统效率。其增强型8051内核兼容标准8051指令集,支持高达24.5 MHz的指令执行速度(每机器周期12个时钟周期可配置为1个时钟周期),显著提升了处理性能。片上集成的24.5 MHz高精度内部振荡器无需外部晶振即可实现精确时序控制,节省PCB空间和物料成本。同时,芯片支持硬件调试通过C2接口,可在运行时进行断点设置、变量监视和代码下载,极大提升了开发效率。

应用

C8051F996-GUR广泛应用于需要高集成度、低功耗和高精度模拟测量的嵌入式系统中。在便携式医疗设备领域,如血糖仪、脉搏血氧计和体温计中,该芯片能够直接连接传感器并完成信号采集、处理和数据显示控制,其低功耗特性确保长时间使用电池供电仍能保持稳定运行。在工业自动化中,常用于智能传感器节点、压力变送器、温湿度监控模块等,利用其多通道ADC和PGA实现多参数同步采集,并通过I2C或SPI与主控系统通信。在消费类电子产品中,可用于智能手环、电子标签、智能家居传感器等小型化设备,其紧凑的QFN封装和低引脚数有助于缩小产品体积。此外,在物联网(IoT)边缘节点设备中,C8051F996-GUR作为本地数据采集与预处理单元,配合无线收发模块实现高效节能的数据上传。其丰富的外设资源和灵活的电源管理模式也使其适用于电池供电的安全监控设备、资产追踪器和环境监测终端。由于其具备良好的EMI/EMC性能和宽温工作能力,该芯片同样适用于汽车电子中的非动力系统传感器接口,如胎压监测、车内空气质量检测等场景。

替代型号

C8051F990-GUR
  C8051F980-GUR
  EFM8SB10F8G-A-QFN24R

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C8051F996-GUR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