C8051F单片机使用注意事项

缺乏、安全感 2022-08-25 09:25 545阅读 0赞

**C8051F单片机使用注意事项（原创）**

> > > 由于C8051F单片机是3.3V低功耗、高速单片机，与大家过去应用传统的5V供电低速单片机在引脚处理
> 
> > > 与PCB布板方面会有一些区别，我们总结了这方面的经验，提供给大家。以避免在应用设计上走弯路。

**一、电源和地线方面的处理**

1、模拟电源和数字电源要分别供电，可以使用两个稳压电源分别供电，但是两个电源之间的电压差

> > > 必须满足数据手册中的规定（<0.5V，相差0.3V是比较理想的）。实际应用中模拟电源和数字电
> 
> > > 源可以来自同一个稳压器的输出，只AV+与VDD之间接简单的滤波器也是很有效的。这里要加一个
> 
> > > 小电感，也可以用低阻值的电阻（通常2欧姆，电阻要有足够的寄生电感。）这种方式既能降低
> 
> > > 成本又能减少体积。（关于这一点可以参考C8051F各种目标板的原理图的电源部分）。

2、在地线方面，模拟地和数字地要分开布线，然后在一点通过磁珠连接，在实际应用中也可以使用0

> > > 欧姆电阻连接的。该电阻要有寄生电感，另外，在布线时一定要注意地线应该尽可能的粗，或者
> 
> > > 采用大面积覆盖地，电源线也要尽量粗，并且在单片机所有电源和地之间以及每个外围集成电路
> 
> > > VDD和GND间加去耦合电容。

3、如果所使用的器件上有模拟电源，模拟地，数字电源和数字地，所有这些引脚不可以悬空，必须

> > > 连接。

**二、对JTAG引脚的处理**

对电路设计时，JTAG口的TCK要加3.3V上拉。上拉电阻值取4.4K。另外，要考虑到在成本阶段（此时已

> >    不需要通过JTAG编辑），将所有JTAG引脚用10K电阻下拉到地，这样更能提高系统的抗干扰能力，对于

提高系统的稳定性是非常主要的。

**三、对未用到的IO口/模拟书输入的处理**

对未用到的IO口建议通过电阻下拉到地。未用的模拟输入也要接地（接模拟到）。

**四、在电路设计时的IO口/模拟输入口的保护**

1、在可能对IO口有瞬态冲击的情况下，一定要对IO口进行保护，如可能会有瞬间大电流，就要在IO口

> > > 上串接限流电阻，建议取值100欧姆。如有瞬态大电压，就要在IO口上接TVS或快速反应二极管。

2、对在产品中使用的模拟输入引脚的输入电平，要在器件的允许范围值内（具体的参数见数据手册）。

> > > 一般的ADC的输入电压范围是0V～VREF。同时不可以超过器件的极限参数（见数据手册），否则可
> 
> > > 能造成永久性损坏。具体的做法可以加两个肖特基二极管到电源和地。

**五、对复位引脚/MONEN（电源监视）引脚的处理**

1、为了提高系统的抗干扰能力和可靠性，建议不要将复位引脚悬空，推荐电路为：

在复位引脚加强上拉，电阻可以选择2～10K，还要加一个.01UF～10UF的去耦电容。

2、如果所使用的芯片上有MONEN引脚，此引脚不要悬空，建议直接电源（使能MONEN）。

**六、外接晶振的注意事项**

1、选择质量好的晶振、选择损耗小的晶振电容。

2、X TAL1和X TAL2口不要接入5V电压，在接入CMOS时钟输入时，要注意。

3、晶体震荡电路部分对PCB的板上布局非常敏感，应将晶体尽可能地靠近器件XTAL引脚，并在警惕

> > > 引脚接上微调（10pF～33pF）电容。步线应尽可能地短并用地线屏蔽，防止其他引线引入噪声或干扰。

4、晶体外壳最好接地。

5、对于C8051F3XX器件，在外接晶体时，一定不要忘记在晶体两端接10MΩ的电阻。

6、晶体微调电容的地要接模拟地。

**七、焊接温度的注意事项**

当使用自动焊接时应严格控制以下参数：

1、温度速率：小于6℃/秒

2、预热区芯片引脚的最大温度：125℃

3、回流焊的最大温度：建议215℃到220℃（最大值为235℃）

4、芯片通过液态焊料温度状态的时间：30至85秒（建议75秒）

5、最大冷却速度：4℃/秒

如果使用手工焊接，也应注意电烙铁的温度不易过高，与芯片的接触时间不易过长。

关于焊接的详细资料参见附页<<超小型芯片(SMT)焊接指南;QFP和MLP封装器件>>

**八、编写软件方面的注意事项**

1、如使用C51编程，在使用指针变量（对FLASH进行写操作）按如下方式定义：

Unsingned char xdata*idata(或data)pwrite;

这样做的目的是确保写FLASH的指针的地址被分配在〈data〉或〈idata>空间。

2、不用的代码空间全部清为“0”，这可以在程序跑飞后再重新运行。在跳转指令前加两到三个NOP

> > > 指令。这样也可以在程序跑飞后重新运行。

**     C8051F  TQFP、LQFP和MLP封装器件的焊接方法**

** TQFP和LQFP焊接**

西安铭朗电子科技公司，现将焊接C8051F生产的TQFP和LQFP器件的焊接方法，介绍给大家，供各

> >     位在实际的焊接工作中参考。

（1）所需工具和材料

合适的工具和材料是做好焊接工作的关键，根据我们的经验，我们推荐选用下面的工具和材料。

1、进口焊接，直径为0.4mm或0.5mm。

2、电烙铁也是用进口的，要求：烙铁尖要细，顶部的直径在1mm以下，功率为25W（不需

选用功率过大的）

3、助焊剂-液体型，如购买助焊剂不方便，可用松香代替，需将松香压成碎面，撒放在焊

接处（首选为助焊剂）。

4、吸锡网，宽度为1.8mm左右，（价格为20元左右）用于清理多余的焊锡，吸锡网很重要。

5、放大镜—最小为10倍，可根据自己的实际情况选用头戴式、台灯式、手掷式。

6、无水乙醇（酒精）含量不少于99.8%。

7、尖头镊子（不要平头）和一组专用的焊接辅助工具（是两端有尖的，弯的各种型状几种

或用其他工具代替）。

8、一把小硬毛刷（非金属材料）用于电路板的清洗工作。

（2）、焊接操作过程

首先检查QFP的引脚是否平、直，如有不妥之处，可事先处理好。PCB上的焊盘应是清洁的。

1、用尖镊子或其他的方法小心地将QFP器件放在PCB上，然后再用尖镊子夹QFP的对角无引脚处，

使其尽可能的与焊盘对齐（要保证镊子尖不弄偏引脚，以免校正困难）要确保期间的放置方

向是正确的（引脚1的方向）。

2、另一只手拿一个合适的辅助工具（头部尖的或是弯的）向下压住已对准位置的QFP器件。

3、先在QFP两端的中部引脚上，加上少量的助焊剂；然后，再向下压住QFP。将烙铁尖加上少许

的焊锡，焊接这两点引脚，此时不必担心焊锡过多而使相邻的引脚粘住，目的是用焊锡将QFP

固定住，这时再仔细观察QFP引脚与焊盘是否对得很正，如不正以便及早处理。

4、按上述3的方法，焊接另外两端中部的引脚，使其四面都有焊锡固定，以防焊接时窜位。

5、这时便可焊接所有的引脚了。焊接顺序为：

①先将需要焊接的引脚涂上适量的助焊剂，在烙铁尖上加上焊锡。

②先焊一端的引脚，然后再焊接对面的引脚。

③焊接第三面，再焊接第四面引脚。

（3）、焊接要领

1、在焊接时要保持烙铁尖与被焊引脚是并行的。

2、尽可能防止焊锡过量而发生连接现象，如果出现粘连，也不必立即处理。（待全部焊接

完毕后，再统一处理）同时也要避免发生假焊现象。

>           3、焊接时用烙铁尖接触每个QFP引脚的末端，直到看焊锡注入引脚，可随时向烙铁尖加上少量焊锡。
> 
>           4、电烙铁不要长时间的停留在QFP引脚上，以免过热损坏器件或焊锡过热而烧焦PCB板。

（4）、清理过程

1、焊完所有的引脚后，用助焊剂浸湿所有的引脚。以便清除多余的焊锡。在需要清除焊锡的

地方，将吸锡网贴在该处，（如有必要，可将吸锡网浸上助焊剂或松香）。用电烙铁在被吸

点边缘的吸锡网上，吸锡网有了热量，就会把多余的焊锡吸在吸锡网上，以解除粘连现象。

存留在吸锡网上的焊锡可随时给以清理，剪掉或涂上松香加热甩掉。

2、用10倍放大镜（或更高倍数）检查引脚之间有无粘连，假焊现象，如有必要，可重新焊接这些引脚。

3、检查合格后，需清洗电路板上的残留助焊剂，以保证电路板的清洁，美观，更能看清焊接效果。

4、先将器件及电路板浸在装有无水乙醇（酒精）的容器里，或用毛刷浸上无水乙醇几分钟。

然后，用毛刷沿引脚方向顺向反复擦拭，用力要适中，不要用力过大。要用毛刷浸上无水乙

醇几分钟。然后，直到助焊剂彻底消失为止。如有必要，可更换新的酒精擦拭，使得清洗的

电路板及器件更美观。

5、最后在用放大镜检查焊接的质量，焊接效果好的，应该是焊接器件与PCB之间，有一个平滑的

熔化过渡，看起来明亮，没有残留的杂物，焊点清晰，如发现有问题之外，再重新焊接或清理引脚。

6、擦拭过的线路板，应在空气中干燥30分钟以上，使得QFP下面的酒精能够充分挥发。上述介绍的

焊接技术，是我们在实际的焊接工作中，积累的一些经验，焊接Cygnal TQFP和LQFP器件，原

本就不是很难，只要细心观察，精心操作，就会得到满意的焊接成果。

** 焊接MLP封装芯片的小经验（C8051F30X/F33X/CP2101均为MLP封装）**

（1）、焊接工具

1、选用25-30W进口电烙铁，烙铁头（端部）比普通电烙铁要尖细，端部直径为0.5mm左右。

2、选用优质助焊剂

3、吸锡网带、（购买后需浸入松香，方法：

①将吸锡网放在松香上，用电烙铁给吸锡网加热

②将吸锡网带在助焊剂中浸一下晾干）

4、放大镜（头带式或台灯式）

5、尖镊子及其他附属工具。

6、分析用乙醇（酒精）、毛刷

（2）、焊接方法

1、先将焊盘处涂少许助焊剂，芯片也要涂少量助焊剂，再用电烙铁涂上少许焊锡，用镊子将芯片夹

住，放在线路板上四周校正后，用附属工具在芯片上面将其压住，（使其不得移动）将芯片

一侧的引脚固定，再仔细观察确实对正后，然后再固定其他三面的引脚。

2、焊接顺序为：①先焊一侧，②焊对面的引脚③再焊另外两侧的引脚（这样可防止焊接时芯

片移动位置）

3、焊接时电烙铁头与芯片焊接面约成35度左右，并尽可能的使电烙铁（端部）贴近芯片与线路

板的尖角处平行移动，焊接一侧的时间约为三分钟，每焊一侧前给芯片涂上少量助焊剂，

这样可以起到助焊作用，同时给芯片降温作用（以免长时间焊接芯片温度过高损坏）

4、焊接时电烙铁上的焊锡应该是少量的，不需过多，以防粘连，假如有粘连现象，可用处理好的

吸锡网放在该处，然后将电烙铁头放在吸锡网上，这样有了热量就会将多余的焊锡吸在吸锡网

上，起到清理作用，吸完后再用电烙铁将焊点整理一下。

5、焊接完成后可用分析用乙醇清洗。方法：将分析乙醇（酒精）倒入塑料盒子里将线路板放

入几分钟，浸泡再用毛刷清洗，合格的焊点应该是平滑，自然的。

**附录：超小型芯片（SMT）焊接指南：QFP和MLP封装器件**

应用范围：适用与MLP和TQFP/LQFP封装的所有C8051F产品（85%锡与15%铅合金的焊盘，采用

的焊锡膏/铅比例为63/37）

Ⅰ、焊接MLP封装的超小型芯片的注意事项：

参见CARSEM MLP应用笔记（2002年3月修改版）

www.carsem.com

关于Cygnal推荐的焊接膜方法，请参考相应的C8051F数据手册（例如：C8051F30X数据手册）

参见IPC-SM-782工

业标准PCB焊盘模式设计规范

Ⅱ、MLP回焊装置：厂商推荐MetcalAPR-5000

参见www.Metcal.com

Ⅲ、焊接MLP和QFP器件的总体原则（85%锡与15%铅合金的焊盘，采用的焊锡膏/铅比例为63/37）。

我们在这里没有推荐一个专门的回流焊类型，是因为回流焊类型的选择要由PCB的布局、PCB的厚度，

元器件的分布密度和推荐使用的焊料类型等诸多因素来决定。

a- 在回流焊时，建议使用氮气清洗剂。

b- 推荐使用3号或4号焊锡膏；尤其对于MLP封装的微细引脚间距器件。

c- 焊锡膏不应超过回流焊的最大温度。

d- 关于回流焊的注意事项，请参考Jedec/IPC标准J-STD-20A。

e- 最小和最大封装的最大温差应在10℃左右。（应在电路板上选取几点检查温度）。

f- Cygnal MLP封装的器件最多可以进行3次回流焊操作（PCB的两面各一次以及一次回焊）。

红外回流焊（IR）和外红/热风回流焊：

温升速率：建议引脚的初始加热速率（预热至125℃）为2℃/秒。不要超过4℃/秒。

预热区引脚的最高温度：125℃+/-20℃

引脚的最大加热温度：建议220℃（最大不超过240℃）

高于液态焊料温度（＞183℃）的时间：60至150秒

具体时间由封装的大小和PCB板的种类来决定（对于MLP和QFP封装的器件，建议时间为75秒）在峰

值温度的5℃范围内，对于MLP器件，停留时间不超过10秒；对于QFP器件，停留时间则不应超过20秒。

引脚的最大冷却速度：建议2℃/秒。不要超过4℃/秒。

引脚承受＞150℃的最长时间：400秒

重要参数

温升速率：小于6℃/秒

预热区引脚的最大温度： 125℃

回流焊的最大温度：建议215至220℃（最大值为235℃）

处于液态焊料温度状态的时间：30至85秒（建议75秒）

最大冷却速率：4℃/秒

C8051F单片机使用注意事项

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