可配置模擬單片機(jī)PIC16C781/782的特點(diǎn)及應(yīng)用

1概述

美國(guó)MICROCHIP公司推出的PIC系列8位單片機(jī)是業(yè)內(nèi)首次采用RISC結(jié)構(gòu)的高性價(jià)比嵌入式控制器，其高速度、高可靠性、低工作電壓、低功耗、大驅(qū)動(dòng)能力、低價(jià)OTP技術(shù)、體積小巧等都體現(xiàn)了當(dāng)前微控制器工業(yè)的新趨勢(shì)，并在電腦外設(shè)、家電控制、電訊通信、智能儀器儀表、汽車電子、金融電子等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。最近，PIC系列單片機(jī)家族又添新丁，由MICROCHIP公司推出的兩款8位可配置模擬單片機(jī)PIC16C781和PIC16C782 的問(wèn)世,給業(yè)界送來(lái)一股清涼風(fēng)。新器件集成了多個(gè)模擬和數(shù)字模塊，極大地減少了嵌入式控制系統(tǒng)中所需的元件數(shù)，非常適合于閉環(huán)控制場(chǎng)合，受到了電子工程師們的青睞。

2引腳排列及特點(diǎn)

PIC16C78X是20引腳雙列直插式大規(guī)模集成電路，其引腳排列如圖1所示，引腳功能請(qǐng)查有關(guān)資料，此處不再贅述。PIC16C78X是PIC系列單片機(jī)家族的1員，它本身也集中了PIC系列單片機(jī)的許多亮點(diǎn)[1]，其主要特點(diǎn)如下：
——高性能RISCCPU；
——僅35條單字指令，除程序分支指令外，其余指令均為單周期指令，且尋址靈活；
——8級(jí)深度的硬件堆棧；
——有中斷能力（8個(gè)內(nèi)部／外部中斷源）；
——有16個(gè)輸入／輸出引腳；
——1個(gè)8位定時(shí)計(jì)數(shù)器TIMER0，帶8位預(yù)分頻器；
——增強(qiáng)型16位定時(shí)計(jì)數(shù)器TIMER1，帶預(yù)分頻器；
——可編程PORTB口為弱上拉，也可編程為電平變化中斷；
——具有較強(qiáng)的模擬功能模塊，如ADC,DAC,OPA,C,VR；
——可編程開(kāi)關(guān)方式控制器PSMC，有PWM和PSM2種工作方式；
——可編程低壓檢測(cè)模塊LVD；
——具有上電復(fù)位POR，加電定時(shí)器PWRT，振蕩器啟動(dòng)定時(shí)器OST功能；
——看門狗WDT及片內(nèi)RC振蕩器；
——內(nèi)部／外部復(fù)位端MCLR；
——程序代碼可加密；
——省電休眠模式SLEEP；
——振蕩器方式可選HS,XT,LP,EC,RC,INTRC。

圖1 PIC16C78X的引腳排列

3模擬單元介紹

模擬功能模塊是PIC16C78X單片機(jī)的精華所在，下面分別對(duì)其作以介紹。

3．1低壓檢測(cè)模塊(PLVD)和參考電壓源模塊(VR)

可編程低壓檢測(cè)模塊PLVD用來(lái)監(jiān)視單片機(jī)電源VDD，實(shí)際上是對(duì)電源掉電的1種預(yù)警，以便在單片機(jī)完全掉電以前對(duì)一些關(guān)鍵性的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存處理，可通過(guò)低壓檢測(cè)模塊控制寄存器LVDEN來(lái)配置。參考電壓源模塊VR提供了1個(gè)在片固定的參考電壓，其值為3.072V，可用于ADC和DAC或從RB0輸出，可通過(guò)參考電壓控制寄存器REFCON來(lái)配置。

3．2模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(ADC)

模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊ADC是1個(gè)逐次逼近式8位8通道ADC，其模擬參考電壓ADCREF可以用軟件編程，且有4種選擇：模擬電源AVDD；比較器C1的參考電壓端VREF1(RB3)；參考電壓源模塊VR的輸出；數(shù)模轉(zhuǎn)換器模塊DAC的輸出VDAC。ADC的另一個(gè)特點(diǎn)是它還可以在休眠狀態(tài)下工作，這時(shí)， ADC模塊的時(shí)鐘必須配置為ADC專用內(nèi)部阻容振蕩器RC方式。與ADC模塊有關(guān)的特殊功能寄存器有3個(gè)，即ADC結(jié)果寄存器ADRES，2個(gè)ADC控制寄存器ADCON0和ADCON1。

3．3數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊(DAC)

數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊DAC可以將8位DAC數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為1個(gè)與其成比例的輸出控制電壓，并通過(guò)編程，將其作為ADC的參考電壓，或作為比較器C1、 C2的參考電壓，或從RB1口直接輸出。DAC模塊的參考電壓可以選自模擬電壓源AVDD，或比較器C1的參考電壓端VREF1(RB3)，或參考電壓源 VD。控制數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的特殊功能寄存器有2個(gè)，即數(shù)模轉(zhuǎn)換控制寄存器DACON0，數(shù)模轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)寄存器DAC。

3．4運(yùn)算放大器模塊(OPA)

運(yùn)算放大器模塊OPA既能配置為運(yùn)算放大器，也可以配置為電壓比較器，其特點(diǎn)是可連到外部所有口，增益帶寬可選，有輸入偏置電壓自動(dòng)校正模塊，用作電壓比較器時(shí)還具有輸出電平變化中斷功能。控制OPA模塊工作的寄存器有2個(gè)，即運(yùn)算放大器控制寄存器OPACON和校正寄存器CALCON。