C8051F单片机使用注意事项
2022-09-22
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(
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>
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

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