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隨著電子設(shè)備產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，選擇適當(dāng)?shù)脑䴘M足設(shè)計規(guī)范要求、盡可能降低成本、確保設(shè)計方案的功率、特別是控制系統(tǒng)的體積大小等等變得越來越困難，低功耗、小型化設(shè)計逐漸成為產(chǎn)品設(shè)計的關(guān)鍵。 目前無論國內(nèi)還是國外，以8位CPU為核的SoC由于價格低廉，應(yīng)用軟件開發(fā)成本低，應(yīng)用廣泛而仍舊占據(jù)市場主導(dǎo)地位。以國內(nèi)為例，8位MCU占據(jù)50%以上的市場。8位SoC的發(fā)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(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(chǎn)品MXT8051是利用公司自行研制的高性能8051MCU為核心進(jìn)行開發(fā)，并集成了存儲器、AD、DA、PGA、LCD等模擬IP，滿足多種微控制系統(tǒng)應(yīng)用。 圖1 MXT8051F04A MXT8051低功耗單片機(jī) MXT8051單片機(jī)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(shè)，包括PWM、UART、WDT、Timer等，大容量存儲器，內(nèi)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(diào)試系統(tǒng)，通過標(biāo)準(zhǔn)JTAG接口，快速診斷復(fù)雜SOC，該調(diào)試系統(tǒng)具有不占用任何硬件資源可進(jìn)行全速和單步運(yùn)行、支持硬件斷點(diǎn)、軟件斷點(diǎn)、以及觀察內(nèi)部特殊功能寄存器、程序指針和內(nèi)部RAM等功能。上位機(jī)通過標(biāo)準(zhǔn)JTAG接口以及用戶定義指令執(zhí)行在線編程和在線調(diào)試。同時提供調(diào)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，時鐘周期支持0~40MHz； * 片內(nèi)32K Byte Flash ROM，256Byte內(nèi)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(nèi)部4MHz振蕩器，2 個片上時鐘產(chǎn)生器，系統(tǒng)時鐘分頻器，系統(tǒng)時鐘內(nèi)部時鐘和外部時鐘可選； * 標(biāo)準(zhǔn)JTAG接口，支持在線下載及調(diào)試； * 集成4com×36seg段式LCD顯示驅(qū)動； * 4路10位AD，兩個real to real獨(dú)立OP和可編程增益放大器(PGA)； * 0~1mA可調(diào)恒流源輸出； 基于MXT8051系統(tǒng)設(shè)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(tǒng)，其具延長手持設(shè)備電池供電使用時間；節(jié)約大量外部元件的成本和焊接費(fèi)用；減少元件的篩選工序，提高成品率等特點(diǎn)。 MXT8051內(nèi)部集成144段式LCD驅(qū)動和5個外部中斷源，能夠滿足微控制系統(tǒng)中對于人機(jī)信息交互的需要；其獨(dú)特的可調(diào)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(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和采集系統(tǒng)；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(shè)計方案的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，由于大部分功能模塊已經(jīng)集成到SoC內(nèi)部，開發(fā)人員只需針對應(yīng)用所需少量外圍電路，即可完成一個系統(tǒng)的設(shè)計，并快速進(jìn)入軟件研發(fā)狀態(tài)，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。 MXT8051由于自身特點(diǎn)和優(yōu)勢，可在醫(yī)療儀器、數(shù)字儀表、家用電器等多種領(lǐng)域得到應(yīng)用，能夠?yàn)橛脩魧?shí)現(xiàn)縮短設(shè)計周期、減少元件數(shù)量、降低產(chǎn)品成本的目標(biāo)。 圖2 基于MXT8051 SoC系統(tǒng)設(shè)計方案 MXT8051開發(fā)套件 為了能夠幫助用戶快速應(yīng)用MXT8051，北京時代民芯公司提供MXT8051開發(fā)套件，本套件主芯片采用高集成度低功耗的MXT8051F04A芯片，并提供鍵盤矩陣、EEPROM、RS232/RS485接口、144段式LCD等非常豐富的外設(shè)。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(nèi)部FLASH在線下載，而且支持在線調(diào)試，方便用戶使用，提高了軟件開發(fā)速度。 套件提供豐富的使用C語言程序和免費(fèi)的開發(fā)環(huán)境驅(qū)動，同時提供軟件快速入門、程序下載、調(diào)試等視屏教程，為基于MXT8051系統(tǒng)開發(fā)提供低成本、高可靠性的解決方案。 圖3 MXT8051開發(fā)板 結(jié)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(fā)系統(tǒng)的設(shè)計方法和優(yōu)勢及芯片應(yīng)用領(lǐng)域，為使用本芯片作為系統(tǒng)主控芯片控制提供硬件解決方案，同時對MXT8051開發(fā)套件所包含內(nèi)容以及通過該套件實(shí)現(xiàn)快速系統(tǒng)開發(fā)，縮短系統(tǒng)開發(fā)周期等優(yōu)勢的簡要說明。該芯片已在醫(yī)療儀器、數(shù)字儀表、家用電器等領(lǐng)域得到應(yīng)用，由于其兼容標(biāo)準(zhǔn)8051核，對于已有的產(chǎn)品升級，只需對軟件稍加改動即可，有較高的實(shí)用價值。 |
