STC单片机原理及应用:从器件、汇编、C到操作系统的分析和设计(立体化教程)(第2版)
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2.3 STC单片机命名规则及封装

本节将介绍STC单片机的命名规则及封装形式。

2.3.1 命名规则

本节将介绍STC公司15系列单片机和STC8系列单片机命名规则。

1.15系列单片机命名规则

STC公司15系列单片机用以下符号格式进行标识:

其中:

①表示STC、IAP或者IRC,具体含义如下:

STC:设计者不可以将用户程序区的程序Flash作为EEPROM使用,但有专门的EEPROM。

IAP:设计者可以将用户程序区的程序Flash作为EEPROM使用。

IRC:设计者可以将用户程序区的程序Flash作为EEPROM使用,其中包含ADC的16引脚以上的封装可以外接晶体振荡器,如果选择内部振荡器,内部只能采用24MHz时钟。

②表示是STC公司15系列单片机,当工作在相同的工作频率时,其速度是普通8051的8~12倍。

③表示单片机工作电压,用F、L和W表示,具体含义如下:

F表示Flash,工作电压为3.8~5.5V。

L表示低电压,工作电压为2.4~3.6V。

W表示宽电压,工作电压为2.5~5.5V。

注:最低电压和工作频率有关。当单片机的工作频率较高时,建议将最低电压控制在2.7V以上。

④用于标识单片机内SRAM存储空间的容量。

当该位为一位数字时,容量以128字节为单位计算,计算时用数字乘以单位。比如:当该位为数字4时,表示SRAM存储空间的容量为128×4=512字节。

当容量超过1KB(1024字节时),用1K、4K表示,其单位为字节。

⑤表示单片机内程序存储器的大小,如:01表示1KB;02表示2KB;03表示3KB;04表示4KB;16表示16KB;24表示24KB;29表示29KB等。

⑥表示单片机的一些特殊功能,用W、S、AS、PWM、AD、S4表示,具体含义如下:

W:表示有掉电唤醒专用定时器。

S:表示有串口。

AS/PWM/AD:表示有1组高速异步串行通信接口;SPI功能;内部EEPROM功能;A/D转换功能(PWM还能当作D/A转换器使用);CCP/PWM/PCA功能。

S4:表示有4组高速异步串行通信接口;SPI功能;内部EEPROM功能;A/D转换功能(PWM还能当作D/A转换器使用);CCP/PWM/PCA功能。

⑦表示单片机工作频率。比如:28表示该款单片机的最高工作频率为28MHz。

⑧表示单片机工作的温度范围,用C、I表示,具体含义如下:

C表示商业级,其工作温度为0~70℃;

I表示工业级,其工作温度为-40~85℃。

⑨表示单片机封装类型。例如,LQFP、PDIP、SOP、SKDIP、QFN。

⑩表示单片机的引脚个数。例如,64、48、44、40、32、28等。

下面通过一个例子,来说明STC 15系列单片机的命名规则,如图2.1所示。

图2.1 15系列单片机类型标识

该类型单片机标识的含义如下:

(1)IAP表示该单片机支持应用编程模式。

(2)15表示该单片机是15系列的单片机。

(3)W表示宽范围供电电压,为2.7~5.5V。

(4)4K表示单片机内SRAM的容量为4KB,即4096字节。

(5)58表示程序存储器的容量为58KB,即58×1024字节。

(6)S4表示该单片机提供4组高速异步串行通信口(可同时并行使用);SPI功能;内部EEPROM功能;A/D转换功能(PWM还可作为D/A转换器使用);CCP/PWM/PCA功能。

(7)30表示该单片机的最高工作频率为30MHz。

(8)I表示该单片机为工业级器件,工作温度为-40~85℃。

(9)PDIP表示该单片机为传统的双列直插式封装结构。

(10)40表示该单片机一共有40个引脚。

(11)1446表示年份和周数,即2014年第46周。

(12)HGF462.C表示晶圆批号,这个标识与芯片制造厂商有关。

(13)B表示STC单片机当前的版本号。

2.STC8系列单片机命名规则

STC8系列单片机用下列符号格式进行标识:

其中:

①含义与15系列单片机相同。

②8X表示两个子系列,即8F和8A。具体含义如下:

8F表示STC8F系列(没有AVcc、AGnd和AVref引脚)。

8A表示STC8A系列(有AVcc、AGnd和AVref引脚)。

③表示SRAM的容量,8K表示8KB,2K表示2KB,1K表示1KB。

④表示Flash空间大小,64表示64KB,32表示32KB,16表示16KB。

⑤表示独立串口个数,S4表示4个独立串口,S2表示2个独立串口,S表示1个独立串口。

⑥表示ADC精度,A12表示12位ADC,A10表示10位ADC。

注:STC8系列单片机采用宽电压供电,即2.0~5.5V。

图2.2 STC8系列单片机类型标识

下面通过一个例子,来说明STC8系列单片机的命名规则,如图2.2所示。该类型单片机标识的含义为:

(1)8A表示该芯片有独立的AVcc、AGnd和AVref引脚,专用于片内的12位高精度ADC。

(2)8K表示该芯片的片内SRAM容量为8KB。

(3)64表示片内程序存储空间容量为64KB。

(4)S4表示该单片机提供了4个串口。

(5)A12表示该单片机内部提供了12位ADC模块。

(6)28表示该单片机的最高工作频率为28MHz。

(7)I表示该单片机为工业级器件,工作温度为-40~85℃。

(8)LQFP44表示该单片机采用了薄型四方扁平式封装,一共有44个引脚。

(9)1638表示年份和周数,即2016年第38周。

(10)A665280.X表示晶圆批号,这个标识与芯片制造厂商相关。

(11)C表示单片机当前的版本号。

思考与练习2-2:请说明单片机IAP15W4K58S4标识的含义。

思考与练习2-3:请说明单片机STC8A4K64S4A12标识的含义。

2.3.2 封装类型

从封装类型上来说,STC单片机主要有双列直插式封装(Dual Inline-pin Package,DIP)和表面贴装(Surface Mounted Devices,SMD)两种类型封装。选择不同封装的单片机芯片时,需要考虑封装对电气特性和印制电路板设计的影响。

1.双列直插式封装

双列直插式封装,也称为双列直插式封装技术,如图2.3所示。早期的集成电路芯片大多采用双列直插式封装。DIP封装的引脚按逆时针顺序排列,芯片的第一个引脚位于图2.4中所示的位置。采用DIP封装的集成电路芯片有两排引脚,需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。当然,也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。

图2.3 DIP结构样式

图2.4 DIP引脚分布

2.薄型四方扁平式封装

采用薄型四方扁平式封装(Low-profile Quad Flat Package,LQFP)的集成电路芯片引脚之间距离很小,引脚很细,如图2.5所示。LQFP封装的引脚按逆时针顺序排列,芯片的第一个引脚位于图2.6中所示的位置。

图2.5 LQFP结构样式

图2.6 LQFP引脚分布

3.小外形封装

小外形封装(Small Out-Line Package,SOP)是一种很常见的元器件形式,是表面贴装型封装中的一种,引脚从封装两侧引出呈海鸥翼状(L字形),如图2.7所示。SOP封装的引脚按逆时针顺序排列,芯片的第一个引脚位于图2.8中所示的位置。

图2.7 SOP结构样式

图2.8 SOP引脚分布

图2.9 TSSOP结构样式

4.薄的缩小型小外形封装

薄的缩小型小外形封装(Thin Shrink Small Outline Package,TSSOP),比SOP封装薄,引脚更密,相同功能的情况下封装尺寸更小,如图2.9所示。典型的TSSOP封装有TSSOP8、TSSOP20、TSSOP24、TSSOP28等。

注:TSSOP封装引脚分布和SOP封装引脚分布一样。

5.方形扁平无引脚封装

方形扁平无引脚(Quad Flat No-lead,QFN)封装是表面贴装型封装中的一种,现在多称为LCC,如图2.10所示。QFN封装的引脚按逆时针顺序排列,芯片的第一个引脚位于图2.11中所示的位置。

图2.10 QFN结构样式

图2.11 QFN引脚分布

思考与练习2-4:请查阅资料并说明,为什么STC单片机会越来越多地采用贴片式封装结构(提示,从电气特性、寄生效应、PCB布局等方面考虑)。

2.3.3 引脚定义

本节将以IAP15W4K58S4单片机为例,说明不同封装中各个引脚的定义,如表2.2所示。

表2.2 IAP15W4K58S4单片机引脚定义和功能

续表

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注:(1)Px.y表示第x组的第y+1个引脚(标识以0开始)。

(2)ADx表示数据/地址线的第x位(标识以0开始)。

(3)对于STC8系列单片机不同的引脚定义请参阅本书所提供的设计资源。

思考与练习2-5:对于标识为P2.5的引脚,所对应的是单片机___端口的___引脚。

思考与练习2-6:对于标识为RxD_2/RxD_3的引脚2/3表示为___。

(提示,表示信号RxD可选择设置在第2个或者第3个可用的引脚位置上,也就是可以通过SFR内寄存器的设置,选择RxD所使用的引脚位置。)