《无刷直流电机--基于STM8S单片机》第1章 STM8S系列微处理器...

第1章STM8微处理器概述意法半导体（ST）集团于1987年6月成立，由意大利SGS微电子公司和法国Thomson半导体公司合并而成。它是世界最大的半导体公司之一。意法半导体的STM8微控制器采用其独有的130nm制造工艺和先进8位CPU内核的成本效益和节能优点，结合了32位存储器接口和3级流水线架构等创新技术，最高处理性能可达20MIPS。通过增强型堆栈指针运算、先进的寻址模式和新指令可实现STM8微处理器的快速安全开发。STM8平台支持三种主要产品线：通用微控制器STM8S系列、超低功耗微控制器STM8L系列和汽车级微控制器STM8A系列。1.1  STM8S系列2009年3月4日，意法半导体发布了针对工业应用和消费电子开发的通用微控制器STM8S系列产品。STM8S平台打造了8位微控制器的全新世代，具有其独特的特点和应用领域。1.1.1  STM8S主要特点STM8S平台具有高达20MIPS的CPU性能和2.95至5.5V 的工作电压范围，有助于现有的8位系统向电压更低的电源过渡。STM8S平台嵌入的130nm非易失性存储器是当前8位微控制器中最先进的存储技术之一，并提供真正的EEPROM数据写入操作，可达30万次擦写极限。程序空间范围为4K到128K，芯片引脚范围为20脚到80脚，具有宽范围的系列产品。图1-1为STM8S系列产品线图。

图1-1 STM8S产品线图在家用电器、加热通风空调系统、工业自动化、电动工具、个人护理设备和电源控制管理系统等各种产品设备中，STM8S平台配备的丰富外设可支持精确控制和监视功能。功能包括10位模数转换器，最多有16条通道，转换用时小于3微秒；先进的16位控制定时器可用于马达控制、捕获/比较和PWM功能。其它外设包括一个CAN2.0B接口、两个U(S)ART接口、一个I2C端口、一个SPI端口。STM8S平台的外设定义与STM32系列32位微控制器相同。外设共用性有助于提高不同产品间的兼容性，让设计灵活有弹性。应用代码可移植到STM32平台上，获得更高的性能。除设计灵活外，STM8S的组件和封装在引脚上完全兼容，让开发人员得到更大的自由空间，以便优化引脚数量和外设性能。引脚兼容还有益于平台化设计决策，产品平台化可节省上市时间，简化产品升级过程。STM8S产品分为“Access Line（入门级）”和“Peroformance Line(增强型)”，如图1-2所示。

图1-2 STM8S产品分类图1.1.2  STM8S主要应用STM8S通用控制器主要应用在以下领域。v 汽车电子：传感器、致动器、安全系统微控制器、DC马达、车身控制、汽车收音机、LIN节点、加热/通风空调。v 工业应用：家电、家庭自动化、马达控制、空调、感应、计量仪表、不间断电源、安全。v 消费电子：电源、小家电、音响、玩具、销售点终端机、前面板、电视、监视设备。v 医疗设备：个人护理产品、健身器材、便携护理设备、医院护理设备、血压测量、血糖测量、监控、紧急求助。1.2  STM8L系列2009年9月15日，意法半导体宣布，首批整合其高性能8位架构和超低功耗创新技术的8位微控制器开始量产。以节省运行和待机功耗为特色，STM8L系列下设三个产品线，共计26款产品，涵盖多种高性能和多功能应用。1.2.1  STM8L主要特点STM8L产品线都是基于意法半导体的超低功耗技术平台。这个平台采用意法半导体独有的超低泄漏电流优化的130nm制程。独一无二的技术优势包括在1.65V到3.6V的整个电源电压范围内达到CPU最大工作频率，发挥CPU的全部性能。STM8L产品线由于采用一个片上稳压器，功耗与Vdd电压无关，所以具有更高的设计灵活性，并有助于简化产品设计。其它创新特性包括低功耗嵌入式非易失性存储器和多个电源管理模式，包括5.4µA低功耗运行模式、3.3µA低功耗待机模式、1µA主动停止模式（实时时钟运行）和350nA停止模式。STM8L可以在4µs内从停止模式唤醒，支持频繁使用最低功耗模式。低功耗外设，包括小于1µA的实时时钟和自动唤醒（AWU）模块，有助于进一步节省电能。总之，这个平台可将动态电流消耗降到150µA/MHz。STM8L工作温度范围：-40°C到+85 °C，可高达125 °C 。程序空间范围为4K到32KB，多达2KB SRAM，芯片引脚范围为20脚到80脚，具有宽范围的系列产品。图1-3为STM8L系列产品线图。

图 1-3 STM8L系列产品线图STM8L系列产品具有兼容性：跨系列的引脚对引脚兼容、软件相互兼容、外设相互兼容。STM8L产品分为三大子系列，STM8L101基本型，STM8L151增强型和STM8L152带LCD驱动的增强型，如图1-4所示。

1.2.2  STM8L主要应用STM8L通用控制器主要应用在以下领域。v 便携医疗设备。v 玩具和游戏。v 公路收费。v 电池供电设备。v 个人保健产品。v 保安传感器。1.3  STM8A系列意法半导体公司推出的STM8A是一款专门用于满足汽车应用的特殊需求的8-位Flash微控制器。1.3.1  STM8A主要特点STM8A控制器主要有以下几个特点。v 集成式真数据EEPROM。v 16MHz和128kHz RC振荡器。v 高效的STM8内核：在16MHz的频率下可以实现10MIPS的性能。v 应用安全性高：独立的看门狗定时器、时钟安全系统。v 所有产品均具有LIN 2.0和自同步功能。v 所有器件的工作电压均为3V至5Vv 最高工作温度为145 °C。v 程序存储器空间范围为8KB至256KB；芯片引脚范围为20脚到80脚，具有宽范围的系列产品。图1-5为STM8A系列产品线图。1.3.2  STM8A主要应用STM8A通用控制器主要应用在以下领域。v 激励器。v 车体控制器。v 传感器。v DC电机控制。v 安全微控制器。v LIN节点。v 汽车无线电。v HVAC。1.4  STM8芯片选型1.4.1  芯片选型表STM8平台包括三种产品线：通用微控制器STM8S系列、超低功耗微控制器STM8L系列和汽车级微控制器STM8A系列。STM8产品选型如下。1. STM8S系列STM8S所有产品都内置16MHz RC振荡器和 128kHz RC振荡器， 都配有独立看门狗和窗口看门狗，以及时钟安全监控系统。工作电压范围均为2.95V~5.5V，工作温度范围是：-40~85°C 和-40~125°C。通用微处理器STM8S系列芯片选型表如图1-6所示（截止到2012年6月）。

图1-6 STM8S系列芯片选型表注(1)：2个普通定时器，5个捕获比较通道，其中只有4个通道有输入输出引脚。注(2)：每个16位高级定时器包含4个输入捕获、输出比较通道，并有专用于三相电机控制的3对PWM互补输出通道，其中20引脚的封装只有2个PWM反相输出引脚。2. STM8L系列STM8L所有产品内置2个比较器和红外遥控器接口。工作温度范围为：-40~85°C和-40~125°C。超低功耗微处理器STM8L系列芯片选型表如图1-7所示（截止到2012年6月）。

图1-7 STM8L系列芯片选型表注：表中定时器一栏中的（IC/OC/PWM）分别表示输入捕获、输出比较和PWM的通道数目。STM8L15X系列的USART支持IrDA编解码和ISO-7816智能卡接口。3. STM8A系列STM8A所有产品都内置16MHz RC振荡器和 128kHz RC振荡器， 都配有独立看门狗和窗口看门狗，以及时钟安全监控系统。工作电压范围均为2.95V~5.5V，工作温度范围是：-40~85°C，-40~125°C和-40~150°C。汽车级微控制器STM8A系列芯片选型表如图1-8所示（截止到2012年6月）。

图1-8 STM8A系列芯片选型表注(1)：2个普通定时器，5个捕获比较通道，其中只有4个通道有输入输出引脚。注(2)：每个16位高级定时器包含4个输入捕获、输出比较通道，并有专用于三相电机控制的3对PWM互补输出通道。1.4.2  STM8微控制器网站ST官方所发布的全部微控制器产品信息，可在以下链接网址中查看STM8系列产品信息：http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1244点击相应的产品系列，可进入其产品主页。在每个产品的主页上一般都会有一个超链接，点击超链接可找到其对应系列的全部官方资料。例如：进入STM8S主页后，出现如图1-9所示的页面。

图1-9 STM8S主页浏览图也可以通过以下链接地址直接访问相关STM8系列的主要网页。n STM8A汽车电子产品系列http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1244/SS1583http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1244/SS1584n STM8L超低功耗产品系列:http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1244/SS1336n STM8S标准产品系列：http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1244/SS1010在产品系列页面中，左侧Resources资源区列有本产品相关文档，分为Documentation、Software和Hardware三大类。用户数据手册，开发软件、固件库、开发工具等等相关资源均可从此列表中进入相应页面下载。如图1-9红色下划线所示，当前打开的是文档列表，Datasheet可以从此第二项选择中进入下载。