嵌入式實驗開發(fā)系統(tǒng)是針對C8051F 單片機（SOC）而開發(fā)的。C8051F單片機兼容MCS-51指令系統(tǒng)，利用此平臺，不僅可以開展傳統(tǒng)的MCS-51單片機教學，如指令系統(tǒng)、中斷系統(tǒng)、I/0口接口實驗、外圍邏輯和通信實驗，也可以講授片上系統(tǒng)（SOC）的概念、體系結(jié)構(gòu)、設計方法、系統(tǒng)應用。該實驗系統(tǒng)實現(xiàn)了C8051F 單片機片上的全部資源，并集成了USB 主從通信，TCP/IP以太網(wǎng)通信，UCOS-II 嵌入式系統(tǒng)移植源碼。我們編寫了所有功能和模塊的測試程序，提供了大量的實例，使學生在學會C8051F系列片上系統(tǒng)單片機開發(fā)方法的同時，感受到片上系統(tǒng)單片機在設計方法上的革新和解決的高效。

一、實驗系統(tǒng)組成:

1.CPU板：CPU核心模塊采用C8051F020芯片，該芯片是C8051F系列單片機中功能其全的一款；集成開發(fā)環(huán)境支持Silicon Labs IDE和KEIL C軟件。

2.片 內(nèi)：64K FLASH，4K XRAM

片外擴展：256K FLASH，32K XRAM

3.CPU板C8051F020芯片I/0引腳全部引出，可以和用戶外部電路連接；

4.實驗系統(tǒng)帶有JTAG接口，并配有USB高速通訊專業(yè)仿真器，通過4腳的JTAG接口可以進行非侵入式、全速的在線系統(tǒng)調(diào)試、仿真；

5.4*4陣列式鍵盤；

6.8位邏輯電平開關輸出、8位LED邏輯電平顯示；

7.6位動態(tài)八段LED數(shù)碼管；

8.2路單脈沖信號發(fā)生電路和1路8MHZ時鐘發(fā)生電路；

9.時鐘分頻電路；

10.模擬量發(fā)生器電路和邏輯筆電路；

11.8*8LED點陣及驅(qū)動電路；

12.128*64 LCD液晶顯示屏；

13.蜂鳴器電路；

14.直流電機測速電路；

15.四相步進電機及驅(qū)動電路；

16.繼電器電路及接口；

17.雙通道RS-232 接口；

18.SPI接口，LED 數(shù)碼管顯示；

19.IIC 接口，接24C01 串行EEPROM；

20.IIC 接口，PCF8563日歷時鐘；

21.8 路12 位AD，2 路12 位DA 接口；

22.D12 USB 從機通信；

23.SL811 USB 主機通信；

24.TL8019 10M 以太網(wǎng)通信；

二、C8051F020單片機主要特點：

1、模擬外設:

(1)逐次逼近型(SAR)12位 ADC(ADC0)

A.可編程轉(zhuǎn)換速率，100ksps

B.可多達8個外部輸入；可編程為單端輸入或差分輸入

C.可編程放大器增益：16、8、4、2、1、0.5

D.數(shù)據(jù)相關窗口中斷發(fā)生器

E.內(nèi)置溫度傳感器（±3°C）

(2)8位ADC(ADC1)

A可編程轉(zhuǎn)換速率，500ksps

B.8個外部輸入

C.可編程放大器增益：4、2、1、0.5

(3)兩個12位DAC

A.可以同步輸出，用于產(chǎn)生無抖動波形

(4)兩個模擬比較器

A.16個可編程回差電壓值

B.可用于產(chǎn)生中斷或復位

(5)電壓基準

A.內(nèi)部基準（2.4V）

(6)精確的VDD監(jiān)視器和欠壓檢測器

A.可通過MONEN引腳允許或禁止。

2、片內(nèi)JTAG調(diào)試和邊界掃描

（1）片內(nèi)調(diào)試電路提供全速、非侵入式的在系統(tǒng)調(diào)試

（2）支持斷點、單步、觀察點、堆棧監(jiān)視器；可以觀察/修改存儲器和寄存器

（3）符合IEEE1149.1邊界掃描標準

3、高速8051微控制器內(nèi)核

（1）流水線指令結(jié)構(gòu)；70%的指令的執(zhí)行時間為一個或兩個系統(tǒng)時鐘周期

（2）速度可達25MIPS（時鐘頻率為25MHz 時）

（3）22個矢量中斷源

4、存儲器

（1）4352字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM（4K + 256）

（2）64K字節(jié)FLASH 存儲器；可以在系統(tǒng)編程，扇區(qū)大小為512 字節(jié)

（3）外部64K 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器接口（可編程為復用方式或非復用方式）

5、數(shù)字外設

（1）8個字節(jié)寬的端口I/O（C8051F020）所有口線均耐5V 電壓

（2）可同時使用的硬件SMBus(I2CTM 兼容)、SPITM及兩個UART 串口

（3）可編程的16位計數(shù)器/定時器陣列，有5個捕捉/比較模塊

（4）5個通用16位計數(shù)器/定時器

（5）專用的看門狗（WDT）定時器；

6、時鐘源

（1）內(nèi)部可編程振蕩器：2-16MHz

（2）外部振蕩器：晶體、RC、C、或外部時鐘

（3）實時時鐘(RTC)方式（用定時器3 或PCA）；

7、供電電壓（2.7V - 3.6V）

（1）典型工作電流：10mA @ 20MHz

（2）多種節(jié)電休眠和停機方式

三、實驗項目：

部分：C8051F020CPU內(nèi)部功能試驗

(1)程序看門狗(WDT)實驗；

(2)計數(shù)器實驗；

(3)定時器實驗；

(4)數(shù)字I/O端口實驗；

(5)內(nèi)部數(shù)字功能模塊實驗；

(6)內(nèi)部時鐘選擇實驗；

(7)外部時鐘選擇實驗；

(8)可編程計數(shù)器/定時器實驗；

(9)片內(nèi)的外擴數(shù)據(jù)存儲器實驗；

(10)模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC）實驗；

(11)數(shù)模轉(zhuǎn)換（DAC）實驗；

(12)電壓比較器實驗；

(13)中斷控制實驗；

(14)溫度傳感器實驗

(15)UCOS-II嵌入式系統(tǒng)移植；

部分：C8051F020CPU外部硬件試驗

(1) P1口亮燈實驗

(2) P1口轉(zhuǎn)彎燈實驗

(3) P3.3口輸入，P1口輸出

(4) 繼電器控制實驗

(5) 小直流電機測速實驗

(6) 四相步進電機控制實驗

(7) 4*4鍵盤顯示實驗；

(8) 6位動態(tài)LED數(shù)碼管顯示實驗

(9) 8*8 LED點陣顯示實驗

(10) 128*64 LCD液晶顯示實驗

(11) Flash ROM 外部程序存儲器實驗

(12) SRAM外部數(shù)據(jù)存儲器實驗

(13) RS3232串口通訊實驗

(14) SPI 總線接口實驗

(15) IIC 接口，AT24C02讀寫實驗

(16) IIC接口，PCF8563日歷時鐘實驗

(17) D12 USB 從機通信實驗

(18) SL811 USB 主機通信實驗

(19) RTL8019 10M 以太網(wǎng)通信實驗