STC32G核心板电路原理分析

对应视频：开源分享-STC32G核心板

1. 前言

STC32G12K128系列单片机是3月初送样的，我在3.4得到后，进行了简单的测试，然后开源分享了PCB，给玩STC32G单片机的人参考使用，今天来分析一下这个核心板的电路。

2. STC32G单片机介绍

介绍板子之前，肯定是要介绍一下芯片的，这个芯片目前的价格是5-6 RMB，可以在TB找到并买到（最新深圳YQ，可能有些店不发货）。然后我们说一下单片机本身，我用了几天，发现和STC8系列差别不太大，程序甚至不需要改动就可以使用。

单片机资源介绍，我们先看一下引脚功能图。

从图中可以看到，单片机的每个引脚，基本都有其他功能，功能非常多，棕色背景的功能为STC32G12K系列相较STC8H8K系列增加的功能，这两个系列的单片机，在单片机封装相同的情况下，是完全兼容的。

单片机的ROM是128KB，SRAM是12KB，这个容量比之前的STC8系列都要大。这里就不多介绍了，可以专门开一篇去分析。此文主要分析核心板的内容。

3. 单片机基本外围电路

STC32G单片机是可以使用内部IRC时钟的，所以我没有设计晶振电路。

单片机的内部晶振运行频率的调整是在我们下载程序时进行的，STC-ISP软件通过USB转串口模块向单片机发送数据，这个数据是以一定波特率的，然后单片机根据固定协议，就能分析出串口数据，和串口时序，根据串口的时序去调整内部IRC相关的寄存器，进而实现频率的调整，那么就会出现一个问题，如果STC-ISP软件占用电脑CPU的优先级不高，就会因为CPU调度其他软件，导致串口发送的数据不及时，进而造成程序下载失败，内部频率调整精度不高等问题，目前这个暂时无解，我曾经手动调整相关寄存器，并使用逻辑分析仪观察调整结果，最终能够实现内部IRC时钟精度达到千分之一级别，而STC-ISP下载软件的调整精度是1%级别的，外部晶振的精度是万分之一级别的。（此处精度测量使用的是20多块钱的逻辑分析仪器，测量单片机定时器定时1毫秒）

上述IRC时钟调整过程仅为分析，后续会进行串口的数据抓取，进行更详细的解释。

除了晶振电路，还有一个是此单片机的UCAP引脚：USB 内核电源稳压脚，这里对地接一个104电容即可。

复位电路对于单片机来说很重要，有些时候调试程序就需要让单片机复位，但是这个电路不是必须的，因为STC32G单片机可以不用复位电路。我这里做了复位电路，因为部分场合确实需要。STC系列的单片机已经从最初的高电平复位走向了低电平复位。复位电路如下图。很经典的复位电路就不展开说了。R4选择100欧也是可以的。

还有一个是ADC的基准电压电路，因为这个单片机是有16通道ADC检测的。这里的基准电压电路也是很经典的TL431，电路图就那个样子，R10这个阻值选择是有讲究的，这里不展开了。

4. 所有IO口

STC32G12K128-LQFP64单片机，有64个引脚，除去两个供电，一个ADC参考电压，一个UCAP，还有60个引脚。这60个引脚是全部可以当作IO口使用的。每个P口的情况如下

P0:8个

P1:7个，缺少P12

P2:8个

P3:8个，其中P30和P31是下载口，一般不建议除了下载电路之外的器件（可能导致下载失败，尤其是串口相关的模块，如果要使用串口1，可以将串口1调整到其他IO口）

P4:8个

P5:5个,从P50到P54，P54又是复位引脚，一般不建议使用

P6:8个

P7:8个

除去几个不建议使用的IO口，还有57个IO口是可以随意使用的，这些IO口是有内部上拉，下拉电阻的，具体使用可以参考数据手册。

所有的IO口我都接了LED，方便调试的时候观察。至于因为接了LED影响ADC转换，可以将LED去掉，以结束干扰。

IO口除了接灯之外，肯定是要引出了，所有的IO口我都是双倍引出的，这样可以方便调试使用。供电引脚也增加了几个排针，便于外接模块供电。3.3的电压来源于ASM1117电源芯片，核心板中并没有使用，只是出于外接模块供电的考虑，才添加的。

5. 单片机下载及供电

单片机的下载及供电电路基本是通用的，此核心板设计了两个TYPE-C作为下载&供电接口。特别说明，两个TYPE-C接口都是16PIN，沉板0.8mm的封装，为了方便绘制原理图，已将功能相同的引脚编号合并，不需要的引脚不显示。此处我使用USBA线，所以不需要考虑CC引脚。

上方是常见的USB转串口电路。CH340直接得到USB的供电，而单片机的供电是VCC，需要经过下载断电开关。下方的USB作为USB通信，USB直接下载程序使用。

SW1调整单片机下载口的连接，从而实现下载/通信方式的选择。这里特别说明一下，我测试的USB直接下载不太好用，其实使用USB直接下载也是比较麻烦的，所以建议使用USB转串口下载就好了，然后配合串口自动下载代码，调试程序非常的方便。

F1是一个自恢复保险丝，这里我选用的是一个750ma的，如果你没有的话，可以直接选择短接，都是可以的，一般是不会出问题的。

TYPE-C供电滤波电路，我使用了3个电容，都是0603封装的，算是减小核心板的面积吧，目前板子的稳定性很好，当然要是加个100uF以上的大电容滤波稳压会更好。

LED61,62是两个电源指示灯，插上USB后，LED61就会发光，说明电路中CH340已经得到供电，LED62在开关SW2闭合后才发光，说明单片机得到了供电。

6.  其余电路

按键部分已经分析过复位了，然后就是P32,P33两个按键，P32是作为USB直接下载的启动按键，P33就是一个普通的按键了，当然也可以使用中断去触发检测。

下方的四个铜柱我专门绘制成原理图符号，同时和封装进行了绑定，这样以后画PCB都加上就好了。

7.  结束

至此，整个单片机的原理图已经分析完成了，如果你还有疑问，可以后续交流。放上所有的原理图，PCB的3D仿真图，我们就结束此篇文章。