隨著電子設(shè)備產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，選擇適當?shù)脑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)品是利用公司自行研制的高性能8051MCU為核心進行開發(fā)，并集成了存儲器、AD、DA、PGA、等模擬IP，滿足多種微控制系統(tǒng)應(yīng)用。



圖1 F04A

低功耗

MXT8051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、、WDT、等，大容量存儲器，內(nèi)嵌可在線編程、10位AD、8位DAC、兩個OP、36x4 、LDO以及可編程增益(PGA)等。電路集成片上調(diào)試系統(tǒng)，通過標準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行全速和單步運行、支持硬件斷點、軟件斷點、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。上位機通過標準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~；

片內(nèi)32K ROM，256內(nèi)部RAM和1K 外部RAM；

2個16位器，看門狗，3個10位PWM，，RTC精確計時器；

集成OSC內(nèi)部振蕩器，2 個片上時鐘產(chǎn)生器，系統(tǒng)時鐘，系統(tǒng)時鐘內(nèi)部時鐘和外部時鐘可選；

標準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 to 獨立OP和可編程增益(PGA)；

0~1mA可調(diào)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)備供電使用時間；節(jié)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(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)中對于人機信息交互的需要；其獨特的可調(diào)增益、、放大器模擬模塊，可為電阻式(如壓力、溫度、光線)或生物提供完備的數(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由于自身特點和優(yōu)勢，可在、數(shù)字儀表、等多種領(lǐng)域得到應(yīng)用，能夠為用戶實現(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。



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、、/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。



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，同時對MXT8051開發(fā)套件所包含內(nèi)容以及通過該套件實現(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、數(shù)字儀表、等領(lǐng)域得到應(yīng)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即可，有較高的實用價值。