1 概述
　　C8051F0XX系列單片機是Cygnal公司新推出的一種混合信號系統級單片機。該系列單片機片內含CIP－51的CPU內核，它的指令系統與MCS－51完全兼容。其中的C8051F020單片機含有64kB片內Flash程序存儲器，4352B的RAM、8個I／O端口共64根I／O口線、一個12位A／D轉換器和一個8位A／D轉換器以及一個雙12位D／A轉換器、2個比較器、5個16位通用定時器、5個捕捉／比較模塊的可編程計數／定時器陣列、看門狗定時器、VDD監(jiān)視器和溫度傳感器等部分。C8051F020單片機支持雙時鐘，其工作電壓范圍為2．7～3．6V（端口I/O,RST和JTAG引腳的耐壓為5V）。與以前的51系列單片機相比，C8051F020增添了許多功能，同時其可靠性和速度也有了很大提高。
2 C8051F020的功能特點
　　C8051F020芯片的內部功能方框圖如圖1所示。

C8051F020微控制器的內核CIP－51在保持CISC結構及指令系統不變的基礎上對指令實行流水作業(yè)，該器件廢除了機器周期的概念，它的指令以時鐘周期為運行單位，因而大大提高了指令的運行速度。當晶振為25MHz時， C8051F020的指令執(zhí)行速度峰值可達到25MIPS。CIP－51微控制器的存儲器結構與標準的8051類似，程序和數據存儲器共享同一地址空間，但可用不同的指令類型來訪問。
　　C8051F020帶有8個I／O端口（64根I／O口線），其中包括四個低部端口P0～P3（可以位尋址）和四個高部端口P4～P7（不可以位尋址）。在C8051F020中，可通過網絡開關以硬件的方式實現I／O端口的靈活配置（如圖1所示），也可以通過設置相應的寄存器控制交叉開關來把I／O 口配置為所選擇的特殊功能端口。
　　C8051F020有5個定時／計數器：T0、T1、T2、T3、T4。其中T0、T1和T2與標準8051用法一致。T3是一個具有自動重裝載功能的計數器，可以用作啟動ADC數據轉換、SMBus定時和通用計數器。T4可用作自動重裝載功能的16位定時／計數器、有捕獲功能的16位定時／計數器和 UART1的波特率發(fā)生器。其定時／計數器的工作模式均可通過配置相應的特殊功能寄存器來設定。
　　通過SPI可訪問4線（MOSI、MISO、SCK、NSS）全雙工串行總線。它可以工作于主、從兩種方式。當C8051F020的SPI工作于主方式時，NSS與數字電源相連接；而當其工作于從方式時，則通過NSS來選通該器件。SPI有全雙工和半雙工兩種操作模式。當C8051F020工作于全雙工模式的主方式時，可以通過向數據寄存器SPI0DAT寫入一字節(jié)來啟動一次數據傳輸。這時，C8051F020會立即在MOSI上串行移出數據，并在 SCK上提供串行時鐘。同時，從器件也可在MISO線上向C8051F020串行移出寄存器的內容。傳輸結束時，SPI0CN．7位被置“1”。 C8051F020的SPI可以在一次傳輸操作中移入／移出1～8位數據，以適應不同長度的從器件。當SPI未被配置為主器件時，它將作為從器件工作。
　　SMBus（系統管理總線）是雙線雙向串行接口，符合SMBus1．1版本，并與I2C串行總線完全一致。C8051F020的SMBus也可工作于主、從兩種方式。它們在進行數據交換時，均由主器件來啟動。
這種新型的C8051F020單片機芯片內部有一個9通道、12位A／D轉換器ADC0和一個8通道、8位A／D轉換器ADC1，而且在使用時可以通過寄存器配置來選擇通道號和通道數以及以下四種A／D轉換方式中的一種來啟動。
（1）給寄存器ADC0CN的AD0BUSY位寫“1”；
（2）定時器3溢出；
（3）定時器2溢出；
（4）CNVSTR有上升沿。
　　C8051F020有兩個12位D／A轉換器DAC0、DAC1，它們也可以通過寄存器配置來選擇。啟動D／A轉換也有以下四種方式：
（1）數據寫入到DAC的高字節(jié)寄存器；
（2）定時器2溢出；
（3）定時器3溢出；
（4）定時器4溢出。
　　設計時一般選擇第一種方式，當需要輸出方波時，可以選擇第二、三、四種方式中的一種。在第一種方式下，也可以先寫入DAC的低字節(jié)，然后再寫入高字節(jié)，從而啟動一次D／A轉換。