STC8G1K08A單片機規格書

一、概述

STC8G1K08A是宏晶科技（STC Micro）推出的一款基于增強型8051內核的8位微控制器（MCU），專為工業控制、消費電子、智能家居等領域設計。該芯片采用單時鐘/機器周期（1T）架構，性能較傳統8051提升約12倍，并集成高精度內部時鐘源、低功耗模式及豐富的外設資源，支持寬電壓范圍（1.9V~5.5V）和寬溫度范圍（-40℃~+85℃）。其核心優勢包括無需外部晶振和復位電路、超強抗干擾能力、以及靈活的時鐘和功耗管理功能，使其成為高性價比嵌入式系統的理想選擇。

二、核心參數

1. CPU內核與性能

• 內核：增強型8051（1T架構），指令執行速度較傳統8051提升12倍。

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

• 指令兼容性：完全兼容傳統8051指令集，支持在線仿真。

• 中斷源：提供13個中斷源，支持4級中斷優先級。

2. 存儲資源

• Flash程序存儲器：最大17KB（部分型號為8KB），用于存儲用戶代碼。

• SRAM：128字節內部直接訪問RAM（DATA）、128字節間接訪問RAM（IDATA）、1024字節擴展RAM（XDATA）。

• EEPROM：支持用戶配置大小，512字節單頁擦除，擦寫次數≥10萬次。

• ISP編程：支持在系統編程（ISP），無需專用編程器。

3. 電源與功耗

• 工作電壓：1.9V~5.5V，內置LDO穩壓器。

• 功耗模式：

• IDLE模式：CPU停止執行指令，外設繼續工作，功耗約1.0mA（6MHz）。

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

• 低功耗設計：支持掉電喚醒定時器、低壓檢測中斷等功能，進一步降低功耗。

4. 時鐘與復位

• 時鐘源：

• 內部高精度R/C時鐘（4MHz~38MHz，誤差±0.3%@25℃）。

• 內部32KHz低速時鐘（誤差較大）。

• 外部晶振（4MHz~33MHz）或外部時鐘信號。

• 復位方式：

• 硬件復位（上電復位、復位腳復位、看門狗溢出復位、低壓檢測復位、軟件復位）。

• 支持4級低壓檢測電壓（2.0V、2.4V、2.7V、3.0V）。

5. 外設資源

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

• 串行通信：1個高速UART接口，波特率時鐘源最快為FOSC/4。

• SPI/I2C：支持主機/從機模式及自動切換。

• ADC：10位精度，6通道模數轉換，最快轉換速度500KSPS。

• DAC：3路PCA/CCP/PWM可當DAC使用。

• GPIO：最多6個I/O口（P3.0~P3.3、P5.4~P5.5），支持準雙向、強推挽、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：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，需先設置模式。

三、功能特性

1. 高精度內部時鐘

• 頻率范圍：4MHz~38MHz（ISP編程時可調整），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℃）內溫漂-1.38%~+1.42%。

• 優勢：無需外部晶振，簡化電路設計，降低成本。

2. 低功耗模式

• IDLE模式：適用于需要快速喚醒的場景，外設繼續工作，功耗較低。

• STOP模式：適用于長時間待機場景，功耗可降至微安級。

• 掉電喚醒：支持外部中斷、定時器、低壓檢測等喚醒源，實現超低功耗待機。

3. 豐富的中斷源

• 外部中斷：INT0~INT4，支持上升沿和下降沿觸發。

• 定時器中斷：定時器0、定時器1。

• 串口中斷：UART接收和發送中斷。

• ADC中斷：模數轉換完成中斷。

• LVD中斷：低壓檢測中斷。

• SPI/I2C中斷：通信完成中斷。

4. 模擬外設

• ADC：支持10位精度，6通道輸入，通道15用于測試內部1.19V參考電壓。

• DAC：3路PCA/CCP/PWM可輸出模擬信號，適用于簡單DAC應用。

• 比較器：支持內部或外部參考電壓比較，可用于電壓檢測和閾值觸發。

5. 數字外設

• 定時器：支持PWM輸出、捕獲比較功能，適用于電機控制和信號生成。

• SPI/I2C：支持多主機/從機通信，適用于傳感器數據采集和設備控制。

• UART：支持高速串口通信，波特率可達FOSC/4。

四、應用領域

1. 工業控制

• 自動化控制：用于PLC、傳感器數據采集和處理。

• 數字信號處理：支持高速定時器和ADC，適用于信號生成和采集。

• 擴展能力：豐富的I/O口和外設資源，支持硬件擴展。

2. 智能家居

• 智能燈光：支持PWM調光和遠程控制。

• 家電控制：用于空調、洗衣機等設備的輸入輸出控制。

• 安防監控：支持傳感器數據采集和通信協議實現。

3. 儀器儀表

• 測試儀器：支持高精度ADC和DAC，適用于數據采集和顯示。

• 測量控制：支持定時器和中斷，適用于信號生成和處理。

4. 通信設備

• 路由器/調制解調器：支持UART、SPI、I2C等通信接口，實現數據傳輸和協議處理。

• 網絡設備：支持低功耗模式，適用于電池供電的通信設備。

五、開發環境與工具

1. 編程軟件

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

• Keil C51：推薦使用的編譯環境，支持STC8G1K08A的仿真和調試。

2. 硬件設計

• PCB封裝：宏晶科技官網提供SOP8、DFN8等封裝的PCB封裝文件。

• 原理圖設計：需注意串口RX和TX引腳需串接電阻和二極管，防止下載程序時無法斷電復位。

• 電源設計：建議增加單獨的電源開關，便于下載程序時復位操作。

3. 燒錄工具

• 串口芯片：如CH340G，需安裝對應的驅動軟件。

• 燒錄步驟：

1. 編譯程序并生成HEX文件。

2. 打開STC-ISP軟件，選擇芯片型號和串口COM口。

3. 加載HEX文件，設置時鐘頻率。

4. 點擊下載按鈕，對單片機進行復位操作（上下電）。

六、注意事項

1. I/O口模式設置

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

• 每個I/O口可獨立使能內部4K上拉電阻。

2. 低功耗模式設計

• 在STOP模式下，不建議啟動LVD和比較器，否則會增加額外功耗。

• 如需使用LVD和比較器，建議開啟掉電喚醒定時器，每5秒喚醒一次MCU，檢測后再次進入STOP模式。

3. 時鐘源選擇

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

• 時鐘源選定后可再經過8-bit分頻器分頻，提供給CPU和外設。

4. 復位電路設計

• 出廠時P5.4默認為I/O口，ISP下載時可將P5.4設置為復位腳（低電平復位）。

• 需注意上電復位電壓范圍，確保芯片正常工作。

七、總結

STC8G1K08A是一款高性能、低功耗、高集成的8位微控制器，適用于工業控制、智能家居、儀器儀表、通信設備等領域。其核心優勢包括無需外部晶振和復位電路、超強抗干擾能力、靈活的時鐘和功耗管理功能，以及豐富的外設資源。通過合理的硬件設計和軟件開發，可充分發揮其性能，滿足各種嵌入式系統的需求。隨著物聯網時代的到來，STC8G1K08A將在更多領域發揮重要作用，成為高性價比嵌入式系統的理想選擇。