STC是System Chip的缩写,意味着随着半导体工艺的不断演进和发展,以及在摩尔定律指引的框架范围内,STC公司的8051单片机芯片内将要集成越来越多的外部设备,并且芯片的性能将不断提高,价格也将不断降低。
本节以STC公司的STC8A8K64S2A12单片机为例,对该款单片机的性能进行说明。
(1)超高速8051内核(1T)是全球最快的8051,比传统的8051约快12倍。
(2)指令代码完全兼容传统的8051单片机。
(3)提供了22个中断源和4级中断优先级。
(4)支持在线仿真。
(1)2.0~5.5V。
(2)内建LDO。
工作温度的范围为-40~85℃。
(1)64KB的Flash空间,用于存储用户代码。
(2)支持用户配置EEPROM大小,512B单页擦除,擦写次数可达10万次以上。
(3)支持在系统编程方式(ISP)更新用户应用程序,不需要专用编程器。
(4)支持单芯片仿真,不需要专用仿真器,理论断点个数无限制。
(1)128B内部直接访问RAM(DATA)。
(2)128B内部间接访问RAM(IDATA)。
(3)8192B内部扩展RAM(内部XDATA)。
(4)外部最大可扩展64KB RAM(外部XDATA)。
(1)内部24MHz高精度IRC(ISP编程时可进行上下调整)。
①误差为±0.3%(常温下25℃)。
②-1.8%~+0.8%温漂(全温度范围为-40~85℃)。
③-1.0%~+0.5%温漂(温度范围为-20~65℃)。
(2)内部32kHz低速IRC(误差较大)。
(3)外部晶振(4~33MHz)和外部时钟。
注:读者可自由选择上面的3种时钟源。
(1)硬件复位,包括:
①上电复位。
②复位脚复位(高电平复位),出厂时P5.4默认为IO口,ISP下载时可将P5.4引脚设置为复位脚。
③看门狗溢出复位。
④低压检测复位,提供4级低压检测电压,即2.2V、2.4V、2.7V、3.0V。
(2)软件复位,包括软件方式写复位触发寄存器。
(1)提供22个中断源:INT0、INT1、INT2、INT3、INT4、定时器T0、定时器T1、定时器T2、定时器T3、定时器T4、串口1、串口2、串口3、串口4、ADC模数转换、LVD低压检测、SPI、I 2 C、比较器、PCA/CCP/PWM、增强型PWM、增强型PWM异常检测。
(2)提供4级中断优先级。
(1)5个16位定时器:定时器T0、定时器T1、定时器T2、定时器T3、定时器T4,其中定时器T0的模式3具有NMI(不可屏蔽中断)功能,定时器T0和定时器T1的模式0为16位自动重载模式。
(2)4个高速串口:串口1、串口2、串口3、串口4,波特率时钟源最快可为F OSC /4。
(3)4组16位PCA模块:CCP0、CCP1、CCP2、CCP3,可用于捕获、高速脉冲输出,以及6/7/8/10位的PWM输出。
(4)8组15位增强型PWM,可实现带死区的控制信号,并支持外部异常检测功能,另外还有4组传统的PCA/CCP/PWM可作PWM。
(5)SPI:支持主机模式和从机模式,以及主机/从机自动切换。
(6)I 2 C:支持主机模式和从机模式。
10.模拟外设
(1)ADC,支持12位精度、15通道的模数转换,速度最快可达800K,即每秒可进行80万次模数转换。
(2)比较器,对两个模拟输入电压进行比较,然后以数字形式给出比较结果。
11.GPIO
(1)最多可达59个 GPIO:P0.0~P0.7、P1.0~P1.7、P2.0~P2.7、P3.0~P3.7、P4.0~P4.4、P5.0~P5.5、P6.0~P6.7、P7.0~P7.7。
(2)所有的GPIO均支持4种模式:准双向口模式、强推挽输出模式、开漏输出模式和高阻输入模式。
12.封装
包括LQFP64S、LQFP48、LQFP44。
从上述性能介绍可知,STC的8051单片机朝着片上系统的方向发展,即集成的外部设备越来越多、芯片的成本越来越低、器件的整体性能不断提高。这一切都提高了8051单片机的市场竞争力。
对于8051单片机开发人员而言,需要站在系统级的角度把握整体设计思路,软件和硬件协同设计、协同仿真和协同调试将是他们所需要具备的设计能力。
思考与练习2-7:STC公司的8051单片机将朝着________的方向发展,其发展符合________定律的指导框架。
思考与练习2-8:随着STC8051单片机的集成度不断提高,________、________和_______是开发者需要具备的能力。
思考与练习2-9:请说明软件和硬件协同设计的含义(提示:PWM可以使用软件模拟实现,也可以通过专用的PWM硬件模块实现,但是两者的实现方法和性能有着本质的区别)。
思考与练习2-10:请说明软件和硬件协同调试的含义。