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隨著電子設備產業的快速發展，選擇適當的元件滿足設計規范要求、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越困難，低功耗、小型化設計逐漸成為產品設計的關鍵。 目前無論國內還是國外，以8位CPU為核的SoC由于價格低廉，應用軟件開發成本低，應用廣泛而仍舊占據市場主導地位。以國內為例，8位MCU占據50%以上的市場。8位SoC的發展和市場都較其它的SoC成熟，市場的競爭也十分激烈。國外的8位MCU技術朝兩方面發展，一是朝高性能、低功耗，更低電壓發展，二是降低成本滿足低端客戶需求。北京時代民芯科技有限公式所研制的SoC產品MXT8051是利用公司自行研制的高性能8051MCU為核心進行開發，并集成了存儲器、AD、DA、PGA、LCD等模擬IP，滿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可在線編程flash、10位AD、8位DAC、兩個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行全速和單步運行、支持硬件斷點、軟件斷點、以及觀察內部特殊功能寄存器、程序指針和內部RAM等功能。上位機通過標準JTAG接口以及用戶定義指令執行在線編程和在線調試。同時提供調試和編程軟件包。其主要特點如下： * 低功耗，Standby狀態下在工作電流<40uA； * 單指令周期，時鐘周期支持0~40MHz； * 片內32K Byte Flash ROM，256Byte內部RAM和1K Byte 外部RAM； * 2個16位定時器，看門狗，3個10位PWM，UART，RTC精確計時器； * 集成OSC內部4MHz振蕩器，2 個片上時鐘產生器，系統時鐘分頻器，系統時鐘內部時鐘和外部時鐘可選； * 標準JTAG接口，支持在線下載及調試； * 集成4com×36seg段式LCD顯示驅動； * 4路10位AD，兩個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，對于目前市場上流行的微控制系統，其具延長手持設備電池供電使用時間；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。 MXT8051內部集成144段式LCD驅動和5個外部中斷源，能夠滿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)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集成到SoC內部，開發人員只需針對應用所需少量外圍電路，即可完成一個系統的設計，并快速進入軟件研發狀態，縮短產品開發周期。 MXT8051由于自身特點和優勢，可在醫療儀器、數字儀表、家用電器等多種領域得到應用，能夠為用戶實現縮短設計周期、減少元件數量、降低產品成本的目標。 圖2 基于MXT8051 SoC系統設計方案 MXT8051開發套件 為了能夠幫助用戶快速應用MXT8051，北京時代民芯公司提供MXT8051開發套件，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協議仿真器不僅支持MXT8051內部FLASH在線下載，而且支持在線調試，方便用戶使用，提高了軟件開發速度。 套件提供豐富的使用C語言程序和免費的開發環境驅動，同時提供軟件快速入門、程序下載、調試等視屏教程，為基于MXT8051系統開發提供低成本、高可靠性的解決方案。 圖3 MXT8051開發板 結語 本文主要介紹了基于北京時代民芯科技有限公司MXT8051 SoC開發系統的設計方法和優勢及芯片應用領域，為使用本芯片作為系統主控芯片控制提供硬件解決方案，同時對MXT8051開發套件所包含內容以及通過該套件實現快速系統開發，縮短系統開發周期等優勢的簡要說明。該芯片已在醫療儀器、數字儀表、家用電器等領域得到應用，由于其兼容標準8051核，對于已有的產品升級，只需對軟件稍加改動即可，有較高的實用價值。 |
