MXT8051：适于多种应用的本土高性能单片机

随着电子设备产业的快速发展，选择适当的元件满足设计规范要求、尽可能降低成本、确保设计方案的功率、特别是控制系统的体积大小等等变得越来越困难，低功耗、小型化设计逐渐成为产品设计的关键。
　　目前无论国内还是国外，以8位CPU为核的SoC由于价格低廉，应用软件开发成本低，应用广泛而仍旧占据市场主导地位。以国内为例，8位MCU占据50%以上的市场。8位SoC的发展和市场都较其它的SoC成熟，市场的竞争也十分激烈。国外的8位MCU技术朝两方面发展，一是朝高性能、低功耗，更低电压发展，二是降低成本满足低端客户需求。北京时代民芯科技有限公式所研制的SoC产品MXT8051是利用公司自行研制的高性能8051MCU为核心进行开发，并集成了存储器、AD、DA、PGA、LCD等模拟IP，满足多种微控制系统应用。

图1 MXT8051F04A

MXT8051低功耗单片机
　　MXT8051单片机是北京时代民芯科技有限公司推出的高速单指令周期8051为核的MCU。该电路拥有丰富的外设，包括PWM、UART、WDT、Timer等，大容量存储器，内嵌32Kx8可在线编程flash、10位AD、8位DAC、两个OP、36x4LCDdriver、LDO以及可编程增益放大器(PGA)等模拟电路。电路集成片上调试系统，通过标准JTAG接口，快速诊断复杂SOC，该调试系统具有不占用任何硬件资源可进行全速和单步运行、支持硬件断点、软件断点、以及观察内部特殊功能寄存器、程序指针和内部RAM等功能。上位机通过标准JTAG接口以及用户定义指令执行在线编程和在线调试。同时提供调试和编程软件包。其主要特点如下：
* 低功耗，Standby状态下在工作电流<40uA；
* 单指令周期，时钟周期支持0~40MHz；
* 片内32K Byte Flash ROM，256Byte内部RAM和1K Byte 外部RAM；
* 2个16位定时器，看门狗，3个10位PWM，UART，RTC精确计时器；
* 集成OSC内部4MHz振荡器，2 个片上时钟产生器，系统时钟分频器，系统时钟内部时钟和外部时钟可选；
* 标准JTAG接口，支持在线下载及调试；
* 集成4com×36seg段式LCD显示驱动；
* 4路10位AD，两个real to real独立OP和可编程增益放大器(PGA)；
* 0~1mA可调恒流源输出；

基于MXT8051系统设计方法
　　由于MXT8051 SoC的高集成度和低功耗，对于目前市场上流行的微控制系统，其具延长手持设备电池供电使用时间；节约大量外部元件的成本和焊接费用；减少元件的筛选工序，提高成品率等特点。
　　MXT8051内部集成144段式LCD驱动和5个外部中断源，能够满足微控制系统中对于人机信息交互的需要；其独特的可调增益放大器、恒流源、放大器模拟模块，可为电阻式传感器(如压力、温度、光线)或其他生物传感器提供完备的数据转换和采集系统；3路10位PWM能够输出不同占空比和频率的脉冲信号。这种设计方案的结构框图如图2所示，由于大部分功能模块已经集成到SoC内部，开发人员只需针对应用所需少量外围电路，即可完成一个系统的设计，并快速进入软件研发状态，缩短产品开发周期。
　　MXT8051由于自身特点和优势，可在医疗仪器、数字仪表、家用电器等多种领域得到应用，能够为用户实现缩短设计周期、减少元件数量、降低产品成本的目标。

图2 基于MXT8051 SoC系统设计方案

MXT8051开发套件
　　为了能够帮助用户快速应用MXT8051，北京时代民芯公司提供MXT8051开发套件，本套件主芯片采用高集成度低功耗的MXT8051F04A芯片，并提供键盘矩阵、EEPROM、RS232/RS485接口、144段式LCD等非常丰富的外设。该套件还包含两种下载工具：JTAG_Pro和JTAG_USB。这两款基于JTAG协议仿真器不仅支持MXT8051内部FLASH在线下载，而且支持在线调试，方便用户使用，提高了软件开发速度。
　　套件提供丰富的使用C语言程序和免费的开发环境驱动，同时提供软件快速入门、程序下载、调试等视屏教程，为基于MXT8051系统开发提供低成本、高可靠性的解决方案。

图3 MXT8051开发板

结语
　　本文主要介绍了基于北京时代民芯科技有限公司MXT8051 SoC开发系统的设计方法和优势及芯片应用领域，为使用本芯片作为系统主控芯片控制提供硬件解决方案，同时对MXT8051开发套件所包含内容以及通过该套件实现快速系统开发，缩短系统开发周期等优势的简要说明。该芯片已在医疗仪器、数字仪表、家用电器等领域得到应用，由于其兼容标准8051核，对于已有的产品升级，只需对软件稍加改动即可，有较高的实用价值。