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隨著(zhù)電子設備產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，選擇適當的元件滿(mǎn)足設計規范要求、盡可能降低成本、確保設計方案的功率、特別是控制系統的體積大小等等變得越來(lái)越困難，低功耗、小型化設計逐漸成為產(chǎn)品設計的關(guān)鍵。 目前無(wú)論國內還是國外，以8位CPU為核的SoC由于價(jià)格低廉，應用軟件開(kāi)發(fā)成本低，應用廣泛而仍舊占據市場(chǎng)主導地位。以國內為例，8位MCU占據50%以上的市場(chǎng)。8位SoC的發(fā)展和市場(chǎng)都較其它的SoC成熟，市場(chǎng)的競爭也十分激烈。國外的8位MCU技術(shù)朝兩方面發(fā)展，一是朝高性能、低功耗，更低電壓發(fā)展，二是降低成本滿(mǎn)足低端客戶(hù)需求。北京時(shí)代民芯科技有限公式所研制的SoC產(chǎn)品MXT8051是利用公司自行研制的高性能8051MCU為核心進(jìn)行開(kāi)發(fā)，并集成了存儲器、AD、DA、PGA、LCD等模擬IP，滿(mǎn)足多種微控制系統應用。 圖1 MXT8051F04A MXT8051低功耗單片機 MXT8051單片機是北京時(shí)代民芯科技有限公司推出的高速單指令周期8051為核的MCU。該電路擁有豐富的外設，包括PWM、UART、WDT、Timer等，大容量存儲器，內嵌32Kx8可在線(xiàn)編程flash、10位AD、8位DAC、兩個(gè)OP、36x4LCDdriver、LDO以及可編程增益放大器(PGA)等模擬電路。電路集成片上調試系統，通過(guò)標準JTAG接口，快速診斷復雜SOC，該調試系統具有不占用任何硬件資源可進(jìn)行全速和單步運行、支持硬件斷點(diǎn)、軟件斷點(diǎn)、以及觀(guān)察內部特殊功能寄存器、程序指針和內部RAM等功能。上位機通過(guò)標準JTAG接口以及用戶(hù)定義指令執行在線(xiàn)編程和在線(xiàn)調試。同時(shí)提供調試和編程軟件包。其主要特點(diǎn)如下： * 低功耗，Standby狀態(tài)下在工作電流<40uA； * 單指令周期，時(shí)鐘周期支持0~40MHz； * 片內32K Byte Flash ROM，256Byte內部RAM和1K Byte 外部RAM； * 2個(gè)16位定時(shí)器，看門(mén)狗，3個(gè)10位PWM，UART，RTC精確計時(shí)器； * 集成OSC內部4MHz振蕩器，2 個(gè)片上時(shí)鐘產(chǎn)生器，系統時(shí)鐘分頻器，系統時(shí)鐘內部時(shí)鐘和外部時(shí)鐘可選； * 標準JTAG接口，支持在線(xiàn)下載及調試； * 集成4com×36seg段式LCD顯示驅動(dòng)； * 4路10位AD，兩個(gè)real to real獨立OP和可編程增益放大器(PGA)； * 0~1mA可調恒流源輸出； 基于MXT8051系統設計方法 由于MXT8051 SoC的高集成度和低功耗，對于目前市場(chǎng)上流行的微控制系統，其具延長(cháng)手持設備電池供電使用時(shí)間；節約大量外部元件的成本和焊接費用；減少元件的篩選工序，提高成品率等特點(diǎn)。 MXT8051內部集成144段式LCD驅動(dòng)和5個(gè)外部中斷源，能夠滿(mǎn)足微控制系統中對于人機信息交互的需要；其獨特的可調增益放大器、恒流源、放大器模擬模塊，可為電阻式傳感器(如壓力、溫度、光線(xiàn))或其他生物傳感器提供完備的數據轉換和采集系統；3路10位PWM能夠輸出不同占空比和頻率的脈沖信號。這種設計方案的結構框圖如圖2所示，由于大部分功能模塊已經(jīng)集成到SoC內部，開(kāi)發(fā)人員只需針對應用所需少量外圍電路，即可完成一個(gè)系統的設計，并快速進(jìn)入軟件研發(fā)狀態(tài)，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。 MXT8051由于自身特點(diǎn)和優(yōu)勢，可在醫療儀器、數字儀表、家用電器等多種領(lǐng)域得到應用，能夠為用戶(hù)實(shí)現縮短設計周期、減少元件數量、降低產(chǎn)品成本的目標。 圖2 基于MXT8051 SoC系統設計方案 MXT8051開(kāi)發(fā)套件 為了能夠幫助用戶(hù)快速應用MXT8051，北京時(shí)代民芯公司提供MXT8051開(kāi)發(fā)套件，本套件主芯片采用高集成度低功耗的MXT8051F04A芯片，并提供鍵盤(pán)矩陣、EEPROM、RS232/RS485接口、144段式LCD等非常豐富的外設。該套件還包含兩種下載工具：JTAG_Pro和JTAG_USB。這兩款基于JTAG協(xié)議仿真器不僅支持MXT8051內部FLASH在線(xiàn)下載，而且支持在線(xiàn)調試，方便用戶(hù)使用，提高了軟件開(kāi)發(fā)速度。 套件提供豐富的使用C語(yǔ)言程序和免費的開(kāi)發(fā)環(huán)境驅動(dòng)，同時(shí)提供軟件快速入門(mén)、程序下載、調試等視屏教程，為基于MXT8051系統開(kāi)發(fā)提供低成本、高可靠性的解決方案。 圖3 MXT8051開(kāi)發(fā)板 結語(yǔ) 本文主要介紹了基于北京時(shí)代民芯科技有限公司MXT8051 SoC開(kāi)發(fā)系統的設計方法和優(yōu)勢及芯片應用領(lǐng)域，為使用本芯片作為系統主控芯片控制提供硬件解決方案，同時(shí)對MXT8051開(kāi)發(fā)套件所包含內容以及通過(guò)該套件實(shí)現快速系統開(kāi)發(fā)，縮短系統開(kāi)發(fā)周期等優(yōu)勢的簡(jiǎn)要說(shuō)明。該芯片已在醫療儀器、數字儀表、家用電器等領(lǐng)域得到應用，由于其兼容標準8051核，對于已有的產(chǎn)品升級，只需對軟件稍加改動(dòng)即可，有較高的實(shí)用價(jià)值。 |
