基本信息
Cygnal公司的51系列單片機C8051F040是集成在一塊晶片上的混合信號系統級單片機，在一個晶片內集成了構成一個單片機數據採集或控制的智慧型節點所需要的幾乎所有模擬和數字外設以及其他功能部件，代表了目前8位單片機控制系統的發展方向。
晶片上有1個12位多通道ADC，2個12位DAC，2個電壓比較器，1個電壓基準，1個32kB的FLASH存儲器，與MCS－51指令集完全兼容的高速CIP－51核心，峰值速度可達25MIPS，並且還有硬體實現的UART串列接口和完全支持CAN2.0A和CAN2.0B的CAN控制器。
C8051F040是高度集成的混合信號SoC級微控制器晶片，具有與8051單片機兼容的高速CIP-51微控制器核心，除了標準8051的數字外設部件外，片內還集成了數據採集與控制系統中常用的模擬部件及其它一些數字外設部件。
基本功能
（1）增強型8051CPU－CIP-51微控制器
C8051F040單片機系統控制器的核心採用CIP-51微控制器，它與MCS-51指令集完全兼容，可以使用標準803x/805x彙編器和編譯器進行軟體開發。CIP-51核心具有標準8052的所有外設部件，包括5個16位的計數器/定時器、兩個全雙工UART串列接口、256位元組內部RAM、128位元組特殊功能暫存器（SFR）地址空間及8個8位寬的I/O連線埠。
（2）速度提升
CIP-51採用流水線結構，與標準的8051結構相比指令執行速度有很大的提高。在標準8051中，除MUL和DIV以外所有指令都需要12或24個系統時鐘周期，最大系統時鐘頻率為12-24MHz。而對於CIP-51核心，70%的指令的執行時間為1或2個系統時鐘周期，只有4條指令的執行時間大於4個系統時鐘周期。CIP-51共有111條指令。CIP-51工作在最大系統時鐘頻率25MHz時，其峰值性能達到25MIPS。下表列出了指令條數與執行
時所需的系統時鐘周期數的關係：
表3-1 CIP-51核心指令條數與系統時鐘周期數的關係
| 指令周期數 | 1 | 2 | 2/3 | 3 | 3/4 | 4 | 4/5 | 5 | 8 |
| 指令數 | 26 | 50 | 5 | 16 | 7 | 3 | 1 | 2 | 1 |
（3）功能改進
C8051F040系列MCU對CIP-51核心和外設有幾項關鍵性的改進，提高了整體性能，更易於最終套用。標準8051隻有7箇中斷源，C8051F04x系列MCU通過對核心中斷系統的擴展，可向CIP-51提供20箇中斷源。允許大量的模擬和數字外設中斷微控制器。
MCU可有多達7個復位源：一個片內VDD監視器、一個看門狗定時器、一個時鐘丟失檢測器、一個由比較器0提供的電壓檢測器、一個軟體強制復位、CNVSTR0輸入引腳及/RST引腳。/RST引腳是雙向的，可接受外部復位或將內部產生的上電復位信號輸出到/RST引腳。除了VDD監視器和復位輸入引腳以外，每個復位源都可以由用戶用軟體禁止。
（4）其他設備
◆控制器區域網路（CAN2.0B）控制器，具有32個訊息對象，每個訊息對象有其自的標識符；
◆全速、非侵入式的在系統調試接口（片內）；
◆100 ksps的12位ADC，帶PGA和8通道模擬多路開關；
◆允許高電壓差分放大器輸入到12位ADC（60V峰-峰值），增益可程式；
◆500 ksps的8位ADC，帶PGA和8通道模擬多路開關；
◆兩個12位DAC，具有可程式數據更新方式；
◆64KB的可在系統編程的FLASH存儲器；
◆4352（4K+256）位元組的片內RAM；
◆可定址64KB地址空間的外部數據存儲器接口；
◆硬體實現的SPI、SMBus/I2C匯流排接口；
◆具有6個捕捉/比較模組的可程式計數器/定時器陣列；
◆片內看門狗定時器、VDD監視器和溫度感測器。
（5）可程式數字I/O連線埠和交叉開關
C8051F040中除具有4個標準的8051連線埠P0、P1、P2、P3外，還附加了4個連線埠P4、P5、P6、P7。這64個多功能的I/O連線埠每個引腳都可以被配置為漏極開路或推輓輸出方式，方便用戶使用[6]。
特性
可通過設定交叉開關控制暫存器將片內的計數器/定時器、串列匯流排、硬體中斷、ADC轉換啟動輸入、比較器輸出以及微控制器內部的其它數位訊號配置在連線埠I/O引腳。這一特性允許用戶根據自己的特定套用選擇通用連線埠I/O和所需數字資源的組合。
