C8051Fxxx 系列單片機(jī)是完全集成的混合信號系統(tǒng)級芯片，具有與8051 兼容的微控制器內(nèi)核，與MCS-51 指令集完全兼容。除了具有標(biāo)準(zhǔn)8052 的數(shù)字外設(shè)部件之外，片內(nèi)還集成了數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中常用的模擬部件和其它數(shù)字外設(shè)及功能部件。參見表1.1 的產(chǎn)品選擇指南可快速查看每個(gè)MCU 的特性。

　　MCU 中的外設(shè)或功能部件包括模擬多路選擇器、可編程增益放大器、ADC、DAC、電壓比較器、電壓基準(zhǔn)、溫度傳感器、SMBus/ I2C、UART、SPI、可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器陣列（PCA）、定時(shí)器、數(shù)字I/O 端口、電源監(jiān)視器、看門狗定時(shí)器（WDT）和時(shí)鐘振蕩器等。所有器件都有內(nèi)置的FLASH 程序存儲(chǔ)器和256 字節(jié)的內(nèi)部RAM，有些器件內(nèi)部還有位于外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間的RAM，即XRAM。

　　C8051Fxxx 單片機(jī)采用流水線結(jié)構(gòu)，機(jī)器周期由標(biāo)準(zhǔn)的12 個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期降為1 個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期，處理能力大大提高，峰值性能可達(dá)25MIPS。

　　C8051Fxxx 單片機(jī)是真正能獨(dú)立工作的片上系統(tǒng)（SOC）。每個(gè)MCU 都能有效地管理模擬和數(shù)字外設(shè)，可以關(guān)閉單個(gè)或全部外設(shè)以節(jié)省功耗。FLASH 存儲(chǔ)器還具有在系統(tǒng)重新編程能力，可用于非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并允許現(xiàn)場更新8051 固件。應(yīng)用程序可以使用MOVC 和MOVX 指令對FLASH 進(jìn)行讀或改寫，每次讀或?qū)懸粋€(gè)字節(jié)。這一特性允許將程序存儲(chǔ)器用于非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及在軟件控制下更新程序代碼。

　　片內(nèi) JTAG 調(diào)試支持功能允許使用安裝在最終應(yīng)用系統(tǒng)上的產(chǎn)品MCU 進(jìn)行非侵入式（不占用片內(nèi)資源）、全速、在系統(tǒng)調(diào)試。該調(diào)試系統(tǒng)支持觀察和修改存儲(chǔ)器和寄存器，支持?jǐn)帱c(diǎn)、單步、運(yùn)行和停機(jī)命令。在使用JTAG 調(diào)試時(shí)，所有的模擬和數(shù)字外設(shè)都可全功能運(yùn)行。每個(gè) MCU 都可在工業(yè)溫度范圍（-45℃到+85℃）內(nèi)用2.7V-3.6V（F018/019 為2.8V-3.6V）的電壓工作。端口I/O、/RST 和JTAG 引腳都容許5V 的輸入信號電壓。

　　1.1 CIP-51TM 內(nèi)核

　　C8051Fxxx 系列器件使用Cygnal 的專利CIP-51 微控制器內(nèi)核。CIP-51 與MCS-51TM 指令集完全兼容，可以使用標(biāo)準(zhǔn)803x/805x 的匯編器和編譯器進(jìn)行軟件開發(fā)。CIP-51 內(nèi)核具有標(biāo)準(zhǔn)8052 的所有外設(shè)部件，包括3 個(gè)16 位的計(jì)數(shù)器/定時(shí)器、一個(gè)全雙工UART、256 字節(jié)內(nèi)部RAM 空間、128 字節(jié)特殊功能寄存器（SFR）地址空間及4 個(gè)8 位的I/O 端口。CIP-51還另外有增加的模擬和數(shù)字外設(shè)或功能部件。

　　CIP-51 采用流水線結(jié)構(gòu)，與標(biāo)準(zhǔn)的8051 結(jié)構(gòu)相比指令執(zhí)行速度有很大的提高。在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的8051 中，除MUL 和DIV 以外所有指令都需要12 或24 個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期。而對于CIP-51內(nèi)核，70%的指令的執(zhí)行時(shí)間為1 或2 個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期，只有4 條指令的執(zhí)行時(shí)間大于4 個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期。