STC

STC簡介

　　STC是單片機是一款基于8位單片機處理芯片STC89C51RC的系統。

　　原理

　　STC89C51RC是采用8051核的ISP（In System Programming）在系統可編程芯片，最高工作時鐘頻率為80MHz，片內含4K Bytes的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件兼容標準MCS-51指令系統及80C51引腳結構，芯片內集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，具有在系統可編程（ISP）特性，配合PC端的控制程序即可將用戶的程序代碼下載進單片機內部，省去了購買通用編程器，而且速度更快。STC89C51RC系列單片機是單時鐘/機器周期（1T）的兼容8051 內核單片機，是高速/ 低功耗的新一代8051 單片機，全新的流水線/精簡指令集結構，內部集成MAX810 專用復位電路。

STC百科

　　STC是單片機是一款基于8位單片機處理芯片STC89C51RC的系統。

　　原理

　　STC89C51RC是采用8051核的ISP（In System Programming）在系統可編程芯片，最高工作時鐘頻率為80MHz，片內含4K Bytes的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件兼容標準MCS-51指令系統及80C51引腳結構，芯片內集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，具有在系統可編程（ISP）特性，配合PC端的控制程序即可將用戶的程序代碼下載進單片機內部，省去了購買通用編程器，而且速度更快。STC89C51RC系列單片機是單時鐘/機器周期（1T）的兼容8051 內核單片機，是高速/ 低功耗的新一代8051 單片機，全新的流水線/精簡指令集結構，內部集成MAX810 專用復位電路。

　　stc單片機和51單片機有什么大的區別

　　就和華為榮耀手機與智能手機之間的區別似得，根本沒法比較，STC是深圳宏晶公司產的單片機的名稱前綴，就像華為的榮耀手機名稱一樣，51是單片機的種類，就像手機里的智能手機，老人機似得，屬于種類，這有的比么。

　　STC單片機STC單片機是以51內核為主的系列單片機，STC單片機是宏晶生產的單時鐘/機器周期的單片機，是高速、低功耗、超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統8051，但速度快8—12倍，內部集成MAX810專用復位電路。4路PWM 8路高速10位A、D轉換，針對電機控制，強干擾場合。

　　STC單片機主要性能
　　●高速：1 個時鐘/ 機器周期，增強型8051 內核，速度比普通8051 快8～12 倍

　　●寬電壓：5.5～3.8V，2.4～3.8V（STC12LE5410AD 系列）

　　●低功耗設計：空閑模式，掉電模式（可由外部中斷喚醒）

　　●工作頻率：0～35MHz，相當于普通8051：0～420MHz

　　--- 實際可到48MHz，相當于8051： 0～576MHz

　　●時鐘：外部晶體或內部RC 振蕩器可選，在ISP 下載編程用戶程序時設置

　　● 12K/10K/8K/6K/4K/2K 字節片內Flash 程序存儲器，擦寫次數10 萬次以上

　　● 512 字節片內RAM 數據存儲器

　　●芯片內EEPROM 功能

　　● ISP / IAP，在系統可編程/ 在應用可編程，無需編程器/ 仿真器

　　● 10 位ADC，8 通道，STC12C2052AD 系列為8 位ADC。4 路PWM 還可當4 路D/A 使用

　　● 4 通道捕獲/ 比較單元（PWM/PCA/CCU），STC12C2052AD 系列為2 通道

　　--- 也可用來再實現4 個定時器或4 個外部中斷（支持上升沿/ 下降沿中斷）

　　● 2 個硬件16 位定時器，兼容普通8051 的定時器。4 路PCA 還可再實現4 個定時器

　　●硬件看門狗（WDT）

　　●高速SPI 通信端口

　　●全雙工異步串行口（UART），兼容普通8051 的串口

　　●先進的指令集結構，兼容普通8051指令集

　　4 組8 個8 位通用工作寄存器（共32 個通用寄存器）

　　有硬件乘法/ 除法指令

　　●通用I/O 口（27/23/15 個），復位后為： 準雙向口/ 弱上拉（普通8051 傳統I/O 口）

　　可設置成四種模式：準雙向口/ 弱上拉，推挽/ 強上拉，僅為輸入/ 高阻，開漏每個I/O 口驅動能力均可達到20mA，但整個芯片最大不得超過55mA

　　2STC單片機特點　　1 、I / O 口經過特殊處理

　　2 、輕松過2KV/4KV 快速脈沖干擾（EFT 測試）

　　3 、寬電壓， 不怕電源抖動

　　4 、寬溫度范圍， - 4 0 ℃～8 5 ℃

　　5 、高抗靜電（E S D 保護）

　　6 、單片機內部的時鐘電路經過特殊處理

　　7 、單片機內部的電源供電系統經過特殊處理

　　8 、單片機內部的看門狗電路經過特殊處理

　　9 、單片機內部的復位電路經過特殊處理

　　3STC單片機AD和EEPROM的驅動C程序　　STC單片機具有在應用編程，調試起來比較方便；帶有10位AD；內部eeprom；可在1T/機器周期下工作，速度是傳統51單片機的12倍；下面是我寫的AD和EEPROM的驅動C代碼：

　　/*----------------------------------------------------------------

　　*File Name： stc_AD.c -

　　*Description： A/D 轉換程序

　　*Project： -

　　*MCU type： STC12C5410AD -

　　-

　　*Company： WY -

　　*Compiler： KEIL C51 -

　　*DESINER： 郭準 06.2.7 -

　　-----------------------------------------------------------------------*/

　　#include 《global.h》 //定義的 系統頭文件和全局變量

　　/*A/D SFR*/

　　sfr ADC_LOW2 = 0xBE;

　　sfr ADC_CONTR = 0xC5;

　　sfr ADC_DATA = 0xC6;

　　sfr CLK_DIV = 0xC7; ////////

　　//定義變量

　　uchar CODe display_AD_channel_ID［2］ = {0x00，0x01};

　　uchar data AD_channel_result［2］［5］; //各通道A/D轉換結果。前是通道號；后是轉換的值

　　//定義引用外部

　　extern void Delay（uint number）;//晶振=11059200，機器周期=1.085069444us，“加”的機器周期=1

　　extern void send_char_com（uchar ch）;

　　extern void send_string_com（uchar *str，uchar strlen）;

　　void Ad_Change（uchar channel）;

　　//------------------------------------------------------

　　//功能：A/D轉換

　　//入口：channel = 通道號 .0：0通道；1：1通道。。。。。。。

　　//出口：AD_channel_1_result： 10位的數據，16進制。

　　//設計：郭準，偉業，2006/2/7

　　//------------------------------------------------------

　　void Ad_Change（uchar channel）

　　{

　　uint AD_Result_Temp = 0 ;

　　//---------------------將P1.0--P1.1設置成適合AD轉換的模式

　　/// P1 = 0xff; //將P1口置高，為A/D轉換作準備

　　ADC_CONTR = ADC_CONTR|0x80; //1000，0000打開A/D轉換電源

　　P1M0 = 0x03; //0000，0011用于A/D轉換的P1.x口，先設為開漏

　　P1M1 = 0x03; //0000，0011P1.0--P1.1先設為開漏。斷開內部上拉電阻

　　Delay（20）; //20

　　ADC_CONTR = ADC_CONTR&0xE0; //1110，0000 清ADC_FLAG，ADC_START位和低3位

　　ADC_CONTR = ADC_CONTR|（display_AD_channel_ID［channel］&0x07）; //設置當前通道號

　　Delay（1）; //延時使輸入電壓達到穩定

　　ADC_DATA = 0; //清A/D轉換結果寄存器

　　ADC_LOW2 = 0;

　　ADC_CONTR = ADC_CONTR|0x08; //0000，1000ADCS ＝ 1，啟動轉換

　　do { ; }

　　while（（ADC_CONTR & 0x10）==0）; //0001，0000等待A/D轉換結束

　　ADC_CONTR = ADC_CONTR&0xE7; //1110，0111清ADC_FLAG位，停止A/D轉換

　　AD_Result_Temp = （（AD_Result_Temp|ADC_DATA）《《2）|（ADC_LOW2&0x03）;

　　//保存返回AD轉換的 結果

　　//----------------------------轉換成可由串口顯示的字符

　　AD_channel_result［channel］［0］ = AD_Result_Temp/1000+0x30;

　　AD_channel_result［channel］［1］ = （AD_Result_Temp%1000）/100+0x30;

　　AD_channel_result［channel］［2］ = （AD_Result_Temp%100）/10+0x30;

　　AD_channel_result［channel］［3］ = AD_Result_Temp%10+0x30;

　　//------------------------串口監視

　　// send_char_com（ADC_DATA）; //////發送轉換 的 到的 值，這里只是 高8位，值的轉換需要考慮

　　// send_char_com（ADC_LOW2）; //////發送轉換 的 到的 值，這里只是 低2位，值的轉換需要考慮

　　send_string_com（AD_channel_result［channel］，4）;

　　Delay（1）; //

　　}

　　/*----------------------------------------------------------------

　　*File Name： STC_EEPROM.c -

　　*Description： IAP/ISP 功能 -

　　*Project： -

　　*MCU type： STC12C5410AD -

　　-

　　*Company： WY -

　　*Compiler： KEIL C51 -

　　*DESINER： 郭準 06.2.7 -

　　-----------------------------------------------------------------------*/

　　#include 《global.h》 //定義的 系統頭文件和全局變量

　　/*IAP有關功能寄存器*/

　　sfr ISP_DATA = 0xE2;

　　sfr ISP_ADDRH = 0xE3;

　　sfr ISP_ADDRL = 0xE4;

　　sfr ISP_CMD = 0xE5;

　　sfr ISP_TRIG = 0xE6;

　　sfr ISP_CONTR = 0xE7;

　　//----------------------------定義常量

　　#define ENABLE_ISP 0x82 //《20MHz

　　//#define ENABLE_ISP 0x83 //《12MHz

　　#define DEBUG_DATA 0x5A

　　//----------------------------flash 存儲的起始地址

　　#define DATA_FLASH_START_ADDRESS 0x2800 //stc12c2052ad ////////////？？？？？？？？？？？

　　uchar tx_buf［3］ = {0，0，0};

　　extern void Delay（uint number）;//晶振=11059200，機器周期=1.085069444us，“加”的機器周期=1

　　extern void send_char_com（uchar ch）;

　　extern void send_string_com（uchar *str，uchar strlen）;

　　uchar Byte_Read（uint address）;

　　void Sector_Erase（uint address）;

　　void Byte_Program（uint address，uchar ch）;

　　/*

　　void Eeprom_Start（void）

　　{

　　P1 = 0xf0; //開始工作

　　Delay（2）; //22us.。原13us

　　// SP = 0xE0; //堆棧指針指向0E0H單元

　　}

　　*/

　　//------------------------------------------------------

　　//功能：讀一字節;調用前需打開IAP功能

　　//入口：uint address＝頁地址0～512，為了提高處理速度，最好用0~256的范圍

　　//出口：

　　//設計：郭準，偉業，2006/2/7

　　//------------------------------------------------------

　　uchar Byte_Read（uint address）

　　{

　　uchar data ch;

　　ISP_CONTR = ENABLE_ISP; //打開IAP功能，設置Flash操作等待時間

　　ISP_CMD = 0x01; //選擇讀AP模式

　　//--------------------------

　　address = DATA_FLASH_START_ADDRESS+address;

　　ISP_ADDRH = （uchar）（address》》8）; //填頁地址

　　ISP_ADDRL = （uchar）（address）; //填頁地址

　　EA = 0;

　　ISP_TRIG = 0x46; //出發ISP處理器

　　ISP_TRIG = 0xB9;

　　nop（）;

　　ch = ISP_DATA; //保存數據

　　EA = 1;

　　//------------------------在處理器完成之前，CUP將暫停

　　//------------------------關閉IAP功能，清與ISP有關的特殊功能寄存器

　　ISP_CONTR = 0;

　　ISP_CMD = 0;

　　ISP_TRIG = 0;

　　// send_char_com（ch + 0x30）;

　　return ch;

　　}

　　//------------------------------------------------------

　　//功能：擦除扇區

　　//入口：uint address＝頁地址0～512，為了提高處理速度，最好用0~256的范圍

　　//出口：

　　//設計：郭準，偉業，2006/2/7

　　//------------------------------------------------------

　　void Sector_Erase（uint address）

　　{

　　ISP_CONTR = ENABLE_ISP; //打開IAP功能，設置Flash操作等待時間

　　ISP_CMD = 0x03; //選擇頁擦除模式

　　//--------------------------

　　address = DATA_FLASH_START_ADDRESS+address;

　　ISP_ADDRH = （uchar）（address》》8）; //填頁地址

　　ISP_ADDRL = （uchar）（address）; //填頁地址

　　EA = 0;

　　ISP_TRIG = 0x46; //出發ISP處理器

　　ISP_TRIG = 0xB9;

　　nop（）;

　　EA = 1;

　　//------------------------關閉IAP功能，清與ISP有關的特殊功能寄存器

　　ISP_CONTR = 0;

　　ISP_CMD = 0;

　　ISP_TRIG = 0;

　　}

　　//------------------------------------------------------

　　//功能：字節編程，寫

　　//入口：uint address＝頁地址0～512，為了提高處理速度，

　　// 最好用0~256的范圍;uchar ch=要寫的數據

　　//出口：

　　//設計：郭準，偉業，2006/2/7

　　//------------------------------------------------------

　　void Byte_Program（uint address，uchar ch）

　　{

　　// Sector_Erase（address）;

　　ISP_CONTR = ENABLE_ISP; //打開IAP功能，設置Flash操作等待時間

　　ISP_CMD = 0x02; //選擇字節編程模式

　　//--------------------------

　　address = DATA_FLASH_START_ADDRESS+address;

　　ISP_ADDRH = （uchar）（address》》8）; //填頁地址

　　ISP_ADDRL = （uchar）（address）; //填頁地址

　　ISP_DATA = ch;

　　EA = 0;

　　ISP_TRIG = 0x46; //出發ISP處理器

　　ISP_TRIG = 0xB9;

　　nop（）;

　　EA = 1;

　　//------------------------關閉IAP功能，清與ISP有關的特殊功能寄存器

　　ISP_CONTR = 0;

　　ISP_CMD = 0;

　　ISP_TRIG = 0;

　　}

　　//------------------------------------------------------

　　//功能：字節編程，寫字符串

　　//入口：uint address＝頁地址0～512，為了提高處理速度，

　　// 最好用0~256的范圍;uchar ch=要寫的數據

　　// len=字符串的長度

　　//出口：

　　//設計：郭準，偉業，2006/2/7

　　//------------------------------------------------------

　　void Morebyte_Program（uint address，uchar *ch，uchar len）

　　{

　　uchar k = 0;

　　Sector_Erase（address）;

　　do

　　{

　　Byte_Program（address，*（ch + k））;

　　address++;

　　k++;

　　}

　　while（k 《 len）;

　　}

　　//------------------------------------------------------

　　//功能：讀多字節;調用前需打開IAP功能

　　//入口：uint address＝頁地址0～512，為了提高處理速度，最好用0~256的范圍

　　//出口：

　　//設計：郭準，偉業，2006/2/7

　　//------------------------------------------------------

　　void Moreyte_Read（uint address）

　　{

　　uchar k = 0;

　　do

　　{

　　tx_buf［k］ = Byte_Read（address）;

　　address++;

　　k++;

　　}

　　while（k 《 3）;

　　}

　　4基于STC單片機的經濟型步進電機控制系統　　步進電機是工業控制中應用十分廣泛的一種電動機，它能將數字信號直接轉換成角位移或線位移，驅動速度和指令脈沖能嚴格同步，具有較高的定位精度，控制系統成本低廉，在經濟型數控機床等領域應用廣泛。這里針對電磁干擾較強以及要求低成本應用的場合，采用超強抗干擾、小巧低功耗的工業級STC12C系列單片機，充分利用單片機內部的硬件資源，設計實用的步進電機控制和驅動系統。

　　1 控制系統總體方案設計

　　系統功能原理示意圖如圖1所示。

　　在該系統中由單片機直接輸出電機的各相控制脈沖序列，光耦進行必要的光電隔離，采用分立元件構成功率．MOSFET管驅動電路，帶動電機轉動。鍵盤接口與 LED顯示功能由具有SPI串行接口功能的ZLG7289實現。既可使用按鍵輸入的方式精確設置電機的工作方式與轉速，也可以通過調速旋鈕實現電機轉速的連續調節，還能通過上位機實現對電機工作方式的調整與控制。

　　2 硬件電路設計

　　2．1 控制電路設計

　　控制芯片采用STC12C4052AD，它是1個時鐘／機器周期的單片機，速度比普通的8051單片機快8～12倍，有20個引腳且為小巧封裝。該單片機具有超強抗干擾，抗靜電的特點，能輕松通過4 kV快速脈沖干擾，其功耗超低，正常工作模式下的典型功耗為2．7～7 mA。芯片自帶硬件看門狗，具有高速SPI通信端口，8通道8位A／D轉換，2路PWM輸出，4 KB容量的FLASH存儲器，256 B容量的SRAM，4個定時器，1個全雙工串行通信口。由于單片機內部的資源豐富，性價比高，能夠滿足該設計的要求，而且減少了硬件電路的設計，提高了工作效率。單片機的外部引腳定義，及其在該設計中的資源分布如圖2所示。

　　P1．4（ADC4）口外接4．7 kΩ的可調電位器，利用單片機內部的模／數轉換功能轉換成數字量，進而控制輸出脈沖頻率，完成步進電機速度的“連續”調節。過流檢測的結果直接引入到外部中斷0，實現對電流的快速控制。

　　2．2 驅動電路設計

　　功率MOSFET管的部分驅動電路如圖3所示。該電路的設計可改進功率MOSFET管的快速開通時間，提高了驅動電流的前后沿陡度，能夠改善高頻響應。功率MOSFET管柵源間的阻抗很高，工作于開關狀態下漏源間電壓的突變會通過極間電容耦合到柵極，產生相當幅度的VGS脈沖電壓。正方向的VGS脈沖電壓可能會導致器件的誤導通。為此，需要適當降低柵極驅動電路的阻抗，在柵源之間并接阻尼電阻或接一個穩壓值小于20 V，而又接近20 V的齊納二極管，以防止柵源開路工作。

　　為了抑制功率管內的快恢復，二極管出現反向恢復效應，在電路中接入4只快恢復二極管。其中，反并聯快恢復二極管的作用是為電機相繞組提供續流通路，其余2 只是為了使功率MOSFET管內部的快恢復二極管不流過反向電流，以保證功率MOSFET管在動態工作時能起到正常的開關的作用。

　　2．3 顯示與按鍵處理電路

　　在單片機應用系統中，典型的鍵盤顯示接口電路由基于并行擴展技術的8155，8279構成控制電路?，F代單片機應用系統廣泛采用串行擴展技術。相對于并行方式，串行擴展接線靈活，占用單片機資源少。

　　ZLG7289A是具有SPI串行接口功能的可同時驅動8位數碼管或64只獨立LED的智能顯示驅動芯片，單片即可完成顯示、鍵盤接口的全部功能。采用串行方式與微處理器通信，數據從DIO引腳送入芯片，并由CLK端同步。當選信號變為低電平后，DIO引腳上的數據在CLK引腳的上升沿被寫入 ZLG7289A的緩沖寄存器。圖4是ZLG7289的典型應用。ZLG7289A連接共陰式數碼管，應用中不需要的數碼管與鍵盤可以不連接，省去數碼管或對數碼管設置消隱屬性，這均不會影響鍵盤的使用。整個電路無需添加鎖存器和驅動器，耗電少，軟件設計中無需編寫顯示譯碼程序，省去了靜態顯示擴展芯片，大大節省了CPU的時間。該電路設計中僅采用4×4鍵盤和4位數碼管，已完全滿足設計需要。

　　3 軟件設計

　　軟件部分采用模塊化結構設計。對步進電機轉速的控制是通過定時器工作在中斷方式實現的。定時器定時中斷產生周期性脈沖序列，不是采用軟件延時的方式，這樣不占用CPU的時間。CPU在非中斷時間內可以處理其他事件，只有在中斷發生時才驅動步進電機轉動一步。根據步進電機勵磁狀態轉換，采用查表法求出所需的輸出狀態，并以二進制碼的形式依次存入單片機內部的存儲器中；然后按照正向或反向順序依次取出地址的狀態字，送給STC12C4052AD，輸出各勵磁狀態，從而實現環形分配器的功能。

　　程序總體框架包括：主程序、過流檢測中斷服務子程序、定時器中斷服務子程序、以及其他子程序（包括正轉、反轉子程序、鍵盤顯示控制子程序、A／D轉換子程序等），由于篇幅限制，在此不一一敘述。

　　4 系統測試

　　該系統采用超強抗干擾，小巧低功耗的工業級STC12C4052AD單片機為控制核心，工作可靠性高，抗于擾能力強。系統測試在專門的檢測實驗室內進行。利用群脈沖發生器（EFT-4001）、周波電壓跌落發生器（VDG-1105）、靜電放電發生器（ESD-20）以及雷擊浪涌發生器（SG-5006） 等專用儀器對系統的電壓變化抗擾度、快速瞬變脈沖群抗擾度、抗靜電和雷擊浪涌等參數進行檢測。經過實驗，系統功能正常，所有參數均已達標。

　　5 結 語

　　電子技術發展日新月異，新型單片機層出不窮。在電機控制系統開發過程中，如果恰當選取單片機以及各電路模塊的型號，能夠簡化設計過程，起到事半功倍的效果。該系統采用STC12C4052AD單片機，其工作方式、轉動速率及轉矩數可以通過鍵盤輸入，也可通過普通旋鈕或上位機調節。鍵盤顯示模塊采用 ZLG7289實現。本系統具有通用性，適當改變輸出口各位控制端，便可控制不同相數的步進電機。