Microchip小巧灵活的8位闪存单片机解决方案 - 单片机/处理器

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Microchip小巧灵活的8位闪存单片机解决方案


Microchip公司的小型低引脚数闪存PIC 单片机具有小巧灵活的特点，为开发、设计和生产过程带来诸多便利。PIC 系列单片机采用小型封装，更适用于对体积和大小有严格限制的应用场合。

PIC 单片机的特点简介
PIC 单片机的数字特性

PIC 系列单片机采用RISC架构，低档型号有33条指令，中档型号只有35条指令。该款小型单片机集成了多种数字外设；I/O引脚可提供高达20mA的拉电流或灌电流，可直接驱动LED或MOSFET；集成了8位或16位定时器，及常见的I 2 C、SPI等串行通信接口。部分单片机更集成了EEPROM，可以用于存储函数或查表参数。

混合信号特性
PIC 单片机集成了多种混合信号外设，这些小型PIC 单片机沿袭了传统的模拟外设，包括带有Flip-Flop触发输出模式的比较器，该比较器可设置成迟滞比较器，其功能与555定时器电路类似。片上具有模数转换器（ADC）以及超低功耗唤醒功能，利用此功能可延长外部电池的使用寿命。除此之外，也新增了一些混合信号的外设，例如带有自动关断功能的数字脉宽调制器，这在某些开关电源中非常重要。当特定的外部事件（如过压或过流）发生时，PWM输出将被禁止，从而起到有效保护的作用。而利用模拟PWM外设，用户可以产生多相PWM信号，而使用电压比较器还可以改变脉冲宽度。片上的并联稳压器可以输出5V恒定电压，为单片机或其它负载供电。


开发环境支持

PIC 系列单片机不但具有丰富的硬 件资源，也有很好的软件开发环境。Microchip公司免费提供Mplab集成开发环境，可以支持所有小型闪存单片机的程序开发，该环 境集成了编辑器、汇编器和编译器。如果只使用汇编语言进行程序开发，则完全可以利用该环境完成代码的编写、编译、调试、仿真以及二进制代码的生成。新器件的编程非常简便，既可以使用传统的Mplab ICD2工具，也可以使用PICKit2编程器。Mplab ICD2是集串行编程器和在线调试器于一体的工具。两种工具均采用USB接口，使用方便。

内部监控电路和支持特性

由于Microchip单片机在片上集成了丰富的监控电路和外设资源，在进行嵌入式系统设计时可以省掉不少外部元件。片上的监控电路和支持特性包括：（1）内部4/8MHz振荡器，可继续分频，最低可达32KHz，也可用作系统时钟；（2）双速启动功能，指在单片机使用外部振荡器作为主时钟时，单片机会先依靠内部振荡器运行，直到外部振荡器稳定；（3）振荡器失效切换功能，在外部振荡器失效时，单片机会自动切换到内部振荡器，处理异常事件；（4）某些小型单片机可以实现外部晶振和内部RC振荡器时钟的切换；（5）内置看门狗定时器、欠压复位等监控电路，用于处理程序运行过程中不可预测的问题；（6）内置了稳压器。


并联稳压器实际是与单片机V DD 并联的稳压二极管，外部的输入电压通过串联电阻限流，使稳压二极管上的电压固定在5V。选择合适的串联电阻，可以使外部输入电压达到500V。串联电阻的选择可以参考相关文献。

典型单片机功能介绍

表1是Microchip小型低引脚数中低档单片机列表，其中黑色字体部分是旧型号，红色字体部分是新型号，大部分型号的产品都内置了比较器、ADC、通信外设及PWM等。



PIC12F510是一款8引脚的低档单片机，它集成了5个I/O引脚和一个输入引脚，内置一个8位定时器及一个8位的ADC。12F510具有休眠模式，虽然没有中断，但是具有引脚电平变化唤醒和比较器输出变化唤醒功能。12F510小封装、低成本的特点使其在需要模拟信号的应用中极具竞争力。




PIC16F616是内置并联稳压器的中档单片机，片上集成了一个10位ADC、两个8位定时器、一个带有门控功能的16位定时器、两个带触发输出的比较器，以及一个带H桥驱动能力的捕捉/比较/PWM模块。这个增强型PWM模块可驱动单端、半桥或全桥。



新的PIC16F677是20引脚的中档单片机，该单片机集成了一个10位模数转换器、两个带触发输出模式的比较器以及具有地址屏蔽功能的SSP模块。其中模数转换器的外部输入通道高达11路，内部输入通道两路。比较器是完全可编程的。



典型应用
   PIC系列小型单片机所具有的灵活性使其可以应用在各种场合下。下面列举了常见的应用实例。

直流有刷电机控制

这是PIC12F683应用在飞机模型中控制 驱动电机的实例。12F683上集成了模数转换器，可以用来检测电池电压（GP1脚）。利用12F683上集成的PWM输出功能可驱动MOSFET，从而控制马达（GP2脚），由于GP2脚的大电流输出功能，电路中可以省掉MOSFET驱动电路。门控功能（GP4脚）可以接收远程信号，实现马达转速的控制。片上集成的E2PROM可以用来存储速度控制变换表。这时，仍有三个管脚未被使用，可以根据需要作为配置引脚或实现用户接口。



开关电源的设计

PIC16HV785片上集成了模拟比较器、运算放大器以及模拟的PWM发生器，利用其CCP输出产生误差放大器所需的参考电源，RB6脚可以用来实现开关电源的使能功能，模数转换输入脚RB5则用来检测输入电源电压。可以实现开关电源启动时所需的延时时序、供电电压的欠压锁定、过流检测、可编程可校正的输出电压等。利用内置的其它比较器和PWM输出还可以设计多输出电源。



传感器监控

ADC的参考电压可以通过编程设定是采用V DD 还是内部参考电压，如果使用V DD 作为参考电压，还可通过内置的0.6V或1.2V参考电压来进行校准。并且可以通过多路转换器的控制器来实现对多路传感器的监控。



通信功能应用

PIC系列小型中低档单片机的通信功能可分成两大类，即SSP模块和增强型USART模块，前者可以用于处理SPI、Microwire及I 2 C带地址屏蔽的从模式，后者用于处理同步或异步通信。增强型USART还带有间隔监测、生成以及自动波特率检测功能。