STC8G1K08A單片機(jī)規(guī)格書

一、概述

STC8G1K08A是宏晶科技（STC Micro）推出的一款基于增強(qiáng)型8051內(nèi)核的8位微控制器（MCU），專為工業(yè)控制、消費(fèi)電子、智能家居等領(lǐng)域設(shè)計(jì)。該芯片采用單時(shí)鐘/機(jī)器周期（1T）架構(gòu)，性能較傳統(tǒng)8051提升約12倍，并集成高精度內(nèi)部時(shí)鐘源、低功耗模式及豐富的外設(shè)資源，支持寬電壓范圍（1.9V~5.5V）和寬溫度范圍（-40℃~+85℃）。其核心優(yōu)勢(shì)包括無(wú)需外部晶振和復(fù)位電路、超強(qiáng)抗干擾能力、以及靈活的時(shí)鐘和功耗管理功能，使其成為高性價(jià)比嵌入式系統(tǒng)的理想選擇。

二、核心參數(shù)

1. CPU內(nèi)核與性能

• 內(nèi)核：增強(qiáng)型8051（1T架構(gòu)），指令執(zhí)行速度較傳統(tǒng)8051提升12倍。

• 工作頻率：支持0~35MHz（ISP編程時(shí)），最高35MHz（常溫下）。

• 指令兼容性：完全兼容傳統(tǒng)8051指令集，支持在線仿真。

• 中斷源：提供13個(gè)中斷源，支持4級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)。

2. 存儲(chǔ)資源

• Flash程序存儲(chǔ)器：最大17KB（部分型號(hào)為8KB），用于存儲(chǔ)用戶代碼。

• SRAM：128字節(jié)內(nèi)部直接訪問RAM（DATA）、128字節(jié)間接訪問RAM（IDATA）、1024字節(jié)擴(kuò)展RAM（XDATA）。

• EEPROM：支持用戶配置大小，512字節(jié)單頁(yè)擦除，擦寫次數(shù)≥10萬(wàn)次。

• ISP編程：支持在系統(tǒng)編程（ISP），無(wú)需專用編程器。

3. 電源與功耗

• 工作電壓：1.9V~5.5V，內(nèi)置LDO穩(wěn)壓器。

• 功耗模式：

• IDLE模式：CPU停止執(zhí)行指令，外設(shè)繼續(xù)工作，功耗約1.0mA（6MHz）。

• STOP模式：主時(shí)鐘停振，CPU和外設(shè)停止工作，功耗可降至0.6uA（5V）或0.4uA（3.3V）。

• 低功耗設(shè)計(jì)：支持掉電喚醒定時(shí)器、低壓檢測(cè)中斷等功能，進(jìn)一步降低功耗。

4. 時(shí)鐘與復(fù)位

• 時(shí)鐘源：

• 內(nèi)部高精度R/C時(shí)鐘（4MHz~38MHz，誤差±0.3%@25℃）。

• 內(nèi)部32KHz低速時(shí)鐘（誤差較大）。

• 外部晶振（4MHz~33MHz）或外部時(shí)鐘信號(hào)。

• 復(fù)位方式：

• 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(cè)復(fù)位、軟件復(fù)位）。

• 支持4級(jí)低壓檢測(cè)電壓（2.0V、2.4V、2.7V、3.0V）。

5. 外設(shè)資源

• 定時(shí)器：2個(gè)16位定時(shí)器（定時(shí)器0、定時(shí)器1），支持自動(dòng)重載模式和NMI（不可屏蔽中斷）功能。

• 串行通信：1個(gè)高速UART接口，波特率時(shí)鐘源最快為FOSC/4。

• SPI/I2C：支持主機(jī)/從機(jī)模式及自動(dòng)切換。

• ADC：10位精度，6通道模數(shù)轉(zhuǎn)換，最快轉(zhuǎn)換速度500KSPS。

• DAC：3路PCA/CCP/PWM可當(dāng)DAC使用。

• GPIO：最多6個(gè)I/O口（P3.0~P3.3、P5.4~P5.5），支持準(zhǔn)雙向、強(qiáng)推挽、開漏和高阻輸入模式。

6. 封裝與引腳

• 封裝類型：SOP8、DFN8（3mm×3mm）、DIP8等。

• 引腳數(shù)：8引腳（SOP8/DFN8）或更多（如LQFP64/QFN64）。

• I/O口特性：除P3.0和P3.1外，其余I/O口上電后為高阻輸入狀態(tài)，需先設(shè)置模式。

三、功能特性

1. 高精度內(nèi)部時(shí)鐘

• 頻率范圍：4MHz~38MHz（ISP編程時(shí)可調(diào)整），用戶可通過軟件分頻到較低頻率（如100KHz）。

• 溫漂特性：常溫下誤差±0.3%，全溫度范圍（-40℃~+85℃）內(nèi)溫漂-1.38%~+1.42%。

• 優(yōu)勢(shì)：無(wú)需外部晶振，簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，降低成本。

2. 低功耗模式

• IDLE模式：適用于需要快速喚醒的場(chǎng)景，外設(shè)繼續(xù)工作，功耗較低。

• STOP模式：適用于長(zhǎng)時(shí)間待機(jī)場(chǎng)景，功耗可降至微安級(jí)。

• 掉電喚醒：支持外部中斷、定時(shí)器、低壓檢測(cè)等喚醒源，實(shí)現(xiàn)超低功耗待機(jī)。

3. 豐富的中斷源

• 外部中斷：INT0~INT4，支持上升沿和下降沿觸發(fā)。

• 定時(shí)器中斷：定時(shí)器0、定時(shí)器1。

• 串口中斷：UART接收和發(fā)送中斷。

• ADC中斷：模數(shù)轉(zhuǎn)換完成中斷。

• LVD中斷：低壓檢測(cè)中斷。

• SPI/I2C中斷：通信完成中斷。

4. 模擬外設(shè)

• ADC：支持10位精度，6通道輸入，通道15用于測(cè)試內(nèi)部1.19V參考電壓。

• DAC：3路PCA/CCP/PWM可輸出模擬信號(hào)，適用于簡(jiǎn)單DAC應(yīng)用。

• 比較器：支持內(nèi)部或外部參考電壓比較，可用于電壓檢測(cè)和閾值觸發(fā)。

5. 數(shù)字外設(shè)

• 定時(shí)器：支持PWM輸出、捕獲比較功能，適用于電機(jī)控制和信號(hào)生成。

• SPI/I2C：支持多主機(jī)/從機(jī)通信，適用于傳感器數(shù)據(jù)采集和設(shè)備控制。

• UART：支持高速串口通信，波特率可達(dá)FOSC/4。

四、應(yīng)用領(lǐng)域

1. 工業(yè)控制

• 自動(dòng)化控制：用于PLC、傳感器數(shù)據(jù)采集和處理。

• 數(shù)字信號(hào)處理：支持高速定時(shí)器和ADC，適用于信號(hào)生成和采集。

• 擴(kuò)展能力：豐富的I/O口和外設(shè)資源，支持硬件擴(kuò)展。

2. 智能家居

• 智能燈光：支持PWM調(diào)光和遠(yuǎn)程控制。

• 家電控制：用于空調(diào)、洗衣機(jī)等設(shè)備的輸入輸出控制。

• 安防監(jiān)控：支持傳感器數(shù)據(jù)采集和通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)。

3. 儀器儀表

• 測(cè)試儀器：支持高精度ADC和DAC，適用于數(shù)據(jù)采集和顯示。

• 測(cè)量控制：支持定時(shí)器和中斷，適用于信號(hào)生成和處理。

4. 通信設(shè)備

• 路由器/調(diào)制解調(diào)器：支持UART、SPI、I2C等通信接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和協(xié)議處理。

• 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：支持低功耗模式，適用于電池供電的通信設(shè)備。

五、開發(fā)環(huán)境與工具

1. 編程軟件

• STC-ISP：宏晶科技官方提供的編程軟件，支持C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言編程，支持ISP編程和仿真。

• Keil C51：推薦使用的編譯環(huán)境，支持STC8G1K08A的仿真和調(diào)試。

2. 硬件設(shè)計(jì)

• PCB封裝：宏晶科技官網(wǎng)提供SOP8、DFN8等封裝的PCB封裝文件。

• 原理圖設(shè)計(jì)：需注意串口RX和TX引腳需串接電阻和二極管，防止下載程序時(shí)無(wú)法斷電復(fù)位。

• 電源設(shè)計(jì)：建議增加單獨(dú)的電源開關(guān)，便于下載程序時(shí)復(fù)位操作。

3. 燒錄工具

• 串口芯片：如CH340G，需安裝對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)軟件。

• 燒錄步驟：

1. 編譯程序并生成HEX文件。

2. 打開STC-ISP軟件，選擇芯片型號(hào)和串口COM口。

3. 加載HEX文件，設(shè)置時(shí)鐘頻率。

4. 點(diǎn)擊下載按鈕，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位操作（上下電）。

六、注意事項(xiàng)

1. I/O口模式設(shè)置

• 除P3.0和P3.1外，其余I/O口上電后為高阻輸入狀態(tài)，需先設(shè)置模式。

• 每個(gè)I/O口可獨(dú)立使能內(nèi)部4K上拉電阻。

2. 低功耗模式設(shè)計(jì)

• 在STOP模式下，不建議啟動(dòng)LVD和比較器，否則會(huì)增加額外功耗。

• 如需使用LVD和比較器，建議開啟掉電喚醒定時(shí)器，每5秒喚醒一次MCU，檢測(cè)后再次進(jìn)入STOP模式。

3. 時(shí)鐘源選擇

• 用戶代碼中可自由選擇時(shí)鐘源（內(nèi)部高精度IRC、內(nèi)部32KHz低速IRC、外部晶振或外部時(shí)鐘信號(hào)）。

• 時(shí)鐘源選定后可再經(jīng)過8-bit分頻器分頻，提供給CPU和外設(shè)。

4. 復(fù)位電路設(shè)計(jì)

• 出廠時(shí)P5.4默認(rèn)為I/O口，ISP下載時(shí)可將P5.4設(shè)置為復(fù)位腳（低電平復(fù)位）。

• 需注意上電復(fù)位電壓范圍，確保芯片正常工作。

七、總結(jié)

STC8G1K08A是一款高性能、低功耗、高集成的8位微控制器，適用于工業(yè)控制、智能家居、儀器儀表、通信設(shè)備等領(lǐng)域。其核心優(yōu)勢(shì)包括無(wú)需外部晶振和復(fù)位電路、超強(qiáng)抗干擾能力、靈活的時(shí)鐘和功耗管理功能，以及豐富的外設(shè)資源。通過合理的硬件設(shè)計(jì)和軟件開發(fā)，可充分發(fā)揮其性能，滿足各種嵌入式系統(tǒng)的需求。隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，STC8G1K08A將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，成為高性價(jià)比嵌入式系統(tǒng)的理想選擇。