【STM8入门资料】第五讲 STM8单片机芯片介绍

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第五讲 STM8单片机芯片介绍
目录
5.1概述       2
5.2 STM8S系列单片机的基本结构       3
5.3  STM8S系列单片机性能       4
5.4  STM8S单片机系列特点       4
5.4.1  STM8S单片机系列型号与存储空间对应关系       4
5.4.2  STM8S单片机系列内核和架构       6
5.4.3  STM8S单片机时钟方式设置灵活       6
5.4.4 上电复位 (POR) 掉电复位 (BOR) 消除任何不确定状态       7
5.4.5 灵活的低功耗模式       7
5.4.6 抗干扰措施       7
5.4.7 SWIM 单线调试接口和芯片内嵌调试模块       8
5.4.8 STM8S单片机选型       9
5.5  STM8S单片机应用       9

5.1概述
STM8系列是意法半导体公司生产的8位的单片机。STM8系列与STM32系列的外设和引脚一脉相承，为嵌入式应用提供了从低端到高端的全套解决方案。该型号单片机分为STM8A、STM8S、STM8L三个系列。
STM8A:汽车级应用
STM8S:标准系列
STM8L:超低功耗MCU
5.2 STM8S系列单片机的基本结构
STM8S系列单片机的基本结构如图1.1所示，其主要包括STM8内核、ITC、内存控制器、调试接口SWIM、外设、RAM、指令存储器和数据存储器、DMA模块等。其中DMA在STM8上没有的。
STM8的8位内核有1个32位存储器接口和3段流水线架构，在24MHz频率下，最高处理效能高达20MIPS。ITC是终端控制模块，A、B、C、D、E这5个端口的I/O引脚都具有外部中断能力，每个端口都有独立的中断向量以及独立的标志，多达4个软件可编程的嵌套等级。

图5.1  STM8系列单片机基本架构
5.3  STM8S系列单片机性能
供电电源范围：3.0-5.5伏；
工作环境温度：-40 to +125 °C；
外部晶振最高可达到24MHz ；
10000 次FLASH擦写次数；
30万次的EEPROM擦写次数；
4 种低功耗模式(~5µA 停机模式)；
可校正的内部 RC 16MHz,精度+/-1%；
SWIM 快速编程 (<6s for 128KB)；
封装形式有三种：LQFP 80, 64, 48, 44, 32 ， VQFN  20, 32, 48， TSSOP 20；
5.4  STM8S单片机系列特点
STM8S单片机系列主要有两大系类：
增强型 STM8S20x；
基本型 STM8S10x；
5.4.1  STM8S单片机系列型号与存储空间对应关系
通过图5.2  STM8系列单片机存储空间与封装对应关系可以看出，STM8S系列不同的型号各自的内存大小都有区别，芯片封装越小，管脚数就越少，对应的内存也小，这为完成不同的设计需要提供的非常宽的选择范围。

图5.2  STM8系列单片机存储空间与封装对应关系

STM8S单片机系列有很多种不同的引脚封装，通过下图可以看出，ST公司为了最大的做到管脚兼容，方便与扩展，在管脚分布设计上做到在不同的封装芯片上无交叉引脚，移植方便；包含SPI, I²C, UART 接口；模拟电路在芯片相同的一边等。

图5.3  STM8系列单片机不同封装形式的兼容关系
5.4.2  STM8S单片机系列内核和架构
独立的指令和数据存储空间 (哈佛架构)，允许同时访问指令和数据。大多数指令和操作的取址、译码、执行可在单个机器周期完成。
5.4.3  STM8S单片机时钟方式设置灵活
STM8S单片机的时钟方式选择可以按照自己的设计原则灵活使用，STM8S内部时钟和外部时钟切换灵活，安全可靠。它可以自动检测外部时钟故障；高速内部16MHz  RC 振荡器,出厂精度 +/-2%, 可校准到 +/-1%；低速内部128KHz RC 振荡器,出厂精度 +/-5% ；主时钟开关: 2微秒转换时间；外设时钟开关: 可单独关断或打开每个外设时钟；可设置时钟输出 CCO。
5.4.4 上电复位 (POR) 掉电复位 (BOR) 消除任何不确定状态
所有的复位源最终都作用于NRST管脚，并在复位过程中保持低电平。复位入口向量在内存映射中位于固定的地址6000h。
上电复位(POR)和掉电复位(BOR)
STM8在上电期间，POR保持设备处于复位状态，直到供电电压(VDD和VDDIO)到达BOR的启动电压。此时，BOR复位取代POR，POR自动关闭。
当工作电压降到门限值VIT-以下时，BOR也将产生一个复位，此后POR模块将重新准备好以响应下一次上电复位。
电压迟滞用以保证清楚地检测电压的上升和下降。
即使是MCU处于低功耗模式，BOR也总是保持激活状态。
5.4.5 灵活的低功耗模式
四种STM8低功耗模式：
等待模式：所有内部中断、外部中断或复位中有一个事件发生，CPU被唤醒；
快速活跃停机：AWU、外部中断或者复位中有一个事件发生，CPU被唤醒；
慢速活跃停机：AWU、外部中断或者复位中有一个事件发生，CPU被唤醒；
停机：外部中断或者复位中有一个事件发生，CPU被唤醒；
5.4.6 抗干扰措施
STM8S单片机数字或模拟端口都采用抗干扰设计，模拟量输入管脚可承受4mA注入干扰电流，漏电流小于1µA。管脚有优异的抗瞬时脉冲和辐射干扰性能。请大家注意Vcap电容，不可或缺。
5.4.7 SWIM 单线调试接口和芯片内嵌调试模块
STM8在线调试模式或在应用编程模式由一个单线硬件接口来管理，该接口拥有对存储器超高速编程的特性。该接口和在线调试模块相配合，可提供一种非侵入性(non-intrusive)的仿真模式，在这种仿真模式下，在线调试器的调试仿真功能非常强大，其性能已经接近于一个全功能仿真器。
实时代码执行, SWIM利用空闲的周期去读写RAM和寄存器。
单线调试接口支持在线调试和在线编程
指令断点无限制
2个可设置的高级断点，多达23个条件，数据断点
可以在程序运行时读写所有存储器和寄存器
SWIM模式
在上电复位后，SWIM模块复位，然后进入OFF模式。
   1.OFF:在上电复位后的默认状态。SWIM不能用作普通I/O口。
   2.I/O:将全局配置寄存器(CFG_GCR)中的SWD位置位后进入该模式。在这种模式下，SWIM引脚可用作普通I/O口。一旦系统复位，SWIM模块重新回到OFF模式。
   3.SWIM:当在SWIM引脚上输入特定的序列时进入该模式。在这种模式下，调试工具通过SWIM引脚使用三种命令(SRST系统复位，ROTF运行中读，WOTF运行中写)来控制STM8。
在这节课程中仅仅简单介绍了STM8S单片机的功能更，如果需要很详细的了解此系列单片机功能及选型请参看《STM8S微控制器参考手册》和《STM8S20XX中文数据手册》。
5.4.8 STM8S单片机选型
STM8S20xx单片机特点请参考表2，选自《STM8S20XX中文数据手册》。

5.5  STM8S单片机应用
STM8S单片机已经应用到我们生活生方方面面了，家电控制、手持仪表、工厂自动化设备、电机控制、传感器等。随着时间的推移，STM8S单片机更会深入到各行各业，为人们的生活带来更多更好的便利。

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