STC8H1K28數(shù)據(jù)手冊(cè)深度解析

一、概述

STC8H1K28是宏晶科技推出的一款高性能8051內(nèi)核單片機(jī)，專為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，具備超高速運(yùn)算能力、低功耗特性以及豐富的外設(shè)資源。該芯片采用單時(shí)鐘/機(jī)器周期（1T）架構(gòu)，指令執(zhí)行速度較傳統(tǒng)8051提升12倍以上，同時(shí)支持寬電壓范圍（1.9V～5.5V）和寬溫度范圍（-40℃～85℃），適用于工業(yè)控制、智能家居、消費(fèi)電子等場景。其核心優(yōu)勢包括：

• 超高速內(nèi)核：1T架構(gòu)，指令執(zhí)行效率顯著提升。

• 高精度時(shí)鐘：內(nèi)置高精度IRC時(shí)鐘（誤差±0.3%@25℃），可選外部晶振或低速IRC。

• 靈活的存儲(chǔ)配置：最大33KB Flash程序存儲(chǔ)器，支持用戶配置EEPROM大小，擦寫次數(shù)達(dá)10萬次以上。

• 豐富外設(shè)：集成5個(gè)16位定時(shí)器、2個(gè)高速串口、8路高級(jí)PWM、10位12通道ADC、SPI/I2C接口等，滿足多樣化應(yīng)用需求。

• 低功耗設(shè)計(jì)：支持IDLE和STOP兩種低功耗模式，STOP模式下功耗可低至0.6uA（@5V）。

• 開發(fā)便捷：支持在線仿真（ISP）和單芯片仿真，無需專用編程器或仿真器。

二、內(nèi)核特性

1. 1T架構(gòu)與指令兼容性

STC8H1K28采用超高速8051內(nèi)核，單時(shí)鐘/機(jī)器周期（1T）設(shè)計(jì)，指令執(zhí)行速度較傳統(tǒng)8051提升12倍以上。例如，執(zhí)行全部111條指令僅需147個(gè)時(shí)鐘周期，而傳統(tǒng)8051需要1944個(gè)時(shí)鐘周期。其指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，便于移植現(xiàn)有代碼。

2. 中斷系統(tǒng)

芯片提供19個(gè)中斷源和4級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)，支持硬件復(fù)位、看門狗溢出復(fù)位、低壓檢測復(fù)位等多種復(fù)位方式。中斷源包括：

• 外部中斷（INT0～I(xiàn)NT4，支持上升沿/下降沿觸發(fā)）

• 定時(shí)器中斷（T0～T4）

• 串口中斷（UART1、UART2）

• ADC轉(zhuǎn)換完成中斷

• SPI/I2C通信中斷

• 比較器中斷等

3. 時(shí)鐘控制

用戶可自由選擇三種時(shí)鐘源：

• 內(nèi)部高精度IRC：頻率范圍4MHz～38MHz，常溫下誤差±0.3%，全溫度范圍（-40℃～85℃）溫漂-1.35%～+1.30%。

• 內(nèi)部32kHz低速IRC：誤差較大，適用于低功耗場景。

• 外部晶振或時(shí)鐘：支持4MHz～38MHz外部晶振。
  時(shí)鐘源選定后可通過8位分頻器進(jìn)一步調(diào)整頻率，最低可分頻至100kHz。

4. 復(fù)位機(jī)制

復(fù)位方式包括：

• 硬件復(fù)位：上電復(fù)位、復(fù)位腳復(fù)位（高電平有效）、看門狗溢出復(fù)位、低壓檢測復(fù)位（支持2.2V/2.4V/2.7V/3.0V四級(jí)檢測）。

三、存儲(chǔ)器與編程

1. Flash存儲(chǔ)器

最大支持33KB Flash程序存儲(chǔ)器（ROM），用于存儲(chǔ)用戶代碼。支持在系統(tǒng)編程（ISP），無需專用編程器即可更新應(yīng)用程序。

2. EEPROM配置

用戶可配置EEPROM大小，支持512字節(jié)單頁擦除，擦寫次數(shù)達(dá)10萬次以上，適用于存儲(chǔ)配置參數(shù)或掉電保護(hù)數(shù)據(jù)。

3. SRAM資源

• DATA區(qū)：128字節(jié)內(nèi)部直接訪問RAM。

• IDATA區(qū)：128字節(jié)內(nèi)部間接訪問RAM。

• XDATA區(qū)：1024字節(jié)內(nèi)部擴(kuò)展RAM。

4. 編程與仿真

支持單芯片仿真，理論斷點(diǎn)個(gè)數(shù)無限制，便于調(diào)試復(fù)雜程序。同時(shí)支持Keil C51、IAR等開發(fā)環(huán)境，開發(fā)工具鏈成熟。

四、數(shù)字外設(shè)

1. 定時(shí)器

集成5個(gè)16位定時(shí)器（T0～T4），其中T0的模式3支持NMI（不可屏蔽中斷），T0和T1的模式0為16位自動(dòng)重載模式。

2. 串口通信

提供2個(gè)高速串口（UART1、UART2），波特率時(shí)鐘源最快可達(dá)FOSC/4，支持異步通信協(xié)議。

3. PWM與ADC

• 高級(jí)PWM：8路/2組高級(jí)PWM，支持帶死區(qū)的控制信號(hào)，并支持外部異常檢測功能。

• ADC：10位12通道ADC，轉(zhuǎn)換速度最快達(dá)500KSPS（每秒50萬次轉(zhuǎn)換），通道15用于測試內(nèi)部1.19V參考信號(hào)源。

四、數(shù)字外設(shè)

1. 定時(shí)器

集成5個(gè)16位定時(shí)器（T0～T4），其中T0的模式3支持不可屏蔽中斷（NMI），T0和T1的模式0為16位自動(dòng)重載模式。定時(shí)器可用于PWM生成、脈寬測量等場景。

2. 串口通信

提供2個(gè)高速串口（UART1、UART2），波特率時(shí)鐘源最快可達(dá)FOSC/4，支持標(biāo)準(zhǔn)串口通信協(xié)議。

3. PWM功能

8路/2組高級(jí)PWM，可實(shí)現(xiàn)帶死區(qū)的控制信號(hào)，并支持外部異常檢測功能。PWM還可用于DAC模擬輸出，節(jié)省硬件資源。

4. SPI與I2C接口

• SPI：支持主機(jī)/從機(jī)模式及自動(dòng)切換，適用于高速數(shù)據(jù)傳輸。

• I2C：支持主機(jī)/從機(jī)模式，便于連接外部傳感器或存儲(chǔ)器。

五、模擬外設(shè)

1. ADC與比較器

• ADC：10位12通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，支持快速采樣（500KSPS），適用于傳感器數(shù)據(jù)采集。

• 比較器：支持多路復(fù)用，正端可選擇CMP+端口或ADC輸入端口，適用于閾值檢測或信號(hào)比較。

2. DAC功能

8路高級(jí)PWM定時(shí)器可模擬DAC輸出，適用于低成本音頻或波形生成場景。

六、GPIO與封裝

1. GPIO特性

最多支持29個(gè)GPIO，所有引腳均支持準(zhǔn)雙向口、強(qiáng)推挽輸出、開漏輸出和高阻輸入四種模式。除P3.0和P3.1外，其余I/O口上電后默認(rèn)為高阻輸入狀態(tài)，需用戶手動(dòng)配置。每個(gè)I/O口可獨(dú)立使能內(nèi)部4K上拉電阻。

2. 封裝形式

提供LQFP32（9mm×9mm）和QFN32（4mm×4mm）兩種封裝，滿足不同設(shè)計(jì)需求。

七、電源與復(fù)位

1. 工作電壓與溫度

支持1.9V～5.5V寬電壓范圍，工作溫度范圍為-40℃～85℃，適用于極端環(huán)境。

2. 復(fù)位機(jī)制

提供硬件復(fù)位（上電復(fù)位、復(fù)位腳復(fù)位、看門狗溢出復(fù)位、低壓檢測復(fù)位）和軟件復(fù)位兩種方式。低壓檢測復(fù)位支持4級(jí)檢測電壓（2.2V、2.4V、2.7V、3.0V），確保系統(tǒng)在電壓異常時(shí)可靠復(fù)位。

八、應(yīng)用場景與開發(fā)支持

1. 典型應(yīng)用

• 工業(yè)控制：利用定時(shí)器、PWM和ADC實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制、傳感器數(shù)據(jù)采集。

• 智能家居：通過串口、I2C/SPI接口與外設(shè)通信，實(shí)現(xiàn)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)與自動(dòng)化控制。

• 消費(fèi)電子：低功耗設(shè)計(jì)適用于便攜式設(shè)備，如智能手環(huán)、電子秤等。

2. 開發(fā)工具

• 編程軟件：支持Keil C51、IAR等主流開發(fā)環(huán)境，以及宏晶科技提供的STC-ISP燒錄工具。

• 仿真工具：支持單芯片仿真，無需專用仿真器。

• 示例代碼：宏晶科技官網(wǎng)提供豐富的示例代碼和文檔，涵蓋電機(jī)控制、傳感器應(yīng)用等場景。

五、封裝與引腳

1. 封裝類型

• LQFP32：9mm×9mm封裝，適用于表面貼裝工藝。

• QFN32：4mm×4mm封裝，體積更小，適合高密度PCB設(shè)計(jì)。

2. 引腳功能

最多支持29個(gè)GPIO（P0.0～P0.3、P1.0～P1.7、P2.0～P2.7、P3.0～P3.7、P5.4），所有GPIO均支持準(zhǔn)雙向口、強(qiáng)推挽輸出、開漏輸出和高阻輸入四種模式。除P3.0和P3.1外，其余I/O口上電后默認(rèn)為高阻輸入狀態(tài)，需用戶手動(dòng)配置。

六、應(yīng)用場景

1. 工業(yè)控制

利用5個(gè)16位定時(shí)器和8路PWM，可實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制、脈寬測量等功能。

2. 智能家居

通過串口、I2C/SPI接口與傳感器通信，結(jié)合ADC實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測（如溫濕度、光照強(qiáng)度）。

3. 消費(fèi)電子

低功耗特性適用于便攜式設(shè)備，如智能手環(huán)、電子秤等。

4. 電機(jī)驅(qū)動(dòng)

結(jié)合8路高級(jí)PWM，可實(shí)現(xiàn)無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)，適用于無人機(jī)、機(jī)器人關(guān)節(jié)等場景。

七、封裝與供貨

1. 封裝形式

• LQFP32：9mm×9mm封裝，適合手工焊接。

• QFN32：4mm×4mm封裝，適合自動(dòng)化貼片生產(chǎn)。

2. 供貨渠道

可通過立創(chuàng)商城、深圳悟芯電子科技等渠道購買，支持盤裝、管裝、卷裝等多種包裝形式。價(jià)格根據(jù)采購量浮動(dòng)，例如單片價(jià)格約3.67元（1托盤起訂），量大可享折扣。

八、應(yīng)用案例

1. 無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)

STC8H1K28可驅(qū)動(dòng)中功率無刷電機(jī)，無需霍爾傳感器，通過智能算法估算轉(zhuǎn)子位置，實(shí)現(xiàn)精確控制。適用于工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)器人關(guān)節(jié)、智能家居等場景。

2. 智能電表

利用高精度ADC和PWM功能，實(shí)現(xiàn)電壓、電流、功率等參數(shù)的精確測量與顯示。

3. 消費(fèi)電子

通過串口、I2C等接口與傳感器通信，結(jié)合低功耗模式，適用于智能手環(huán)、環(huán)境監(jiān)測儀等設(shè)備。

九、總結(jié)

STC8H1K28憑借其超高速內(nèi)核、豐富外設(shè)、低功耗特性以及開發(fā)便捷性，成為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理想選擇。無論是工業(yè)控制、智能家居還是消費(fèi)電子領(lǐng)域，該芯片都能提供穩(wěn)定可靠的性能支持。