關于PIC單片機的一些經驗

6.AD模塊

PIC16F616有一個十位、八路的AD轉換器.其參考電壓可以為電源電壓VDD,也可以是外部參考電壓(VREF引腳),當AD轉換完成后可以產生一個中斷,此中斷可以把單片機從睡眠狀態中喚醒.下面來介紹一下關于AD轉換的編程方法.

要使用一個ADC,要做的有一下幾件事情:

(1)設置端口,需要采樣模擬信號的端口必須設置為模擬輸入狀態,如果設置為數字端口,將使轉換結果不正確,端口的模擬輸入可以由寄存器ANSEL來配置,在講RA口的時候已經說到了如何配置了.

(2)通道的選擇,有八路外部通道和三路內部通道,可以通過ADCON0寄存器的CHS3:0>位來設置通道的選擇.

(3)參考電壓的選擇,參考電壓可以是VDD,也可以是外部參考電壓,可以通過ADCON0寄存器的VCFG位來設置,當VCFG=0時,參考電壓為VDD,當VCFG=1時,參考電壓為外部參考電壓(來自VREF引腳)

(4)ADC的轉換格式,AD轉換后的結果保存在一個寄存器對里面:ADRESH和ADRESL,但是AD轉換結果只有十位,設置AD轉換格式可以通過設置 ADCON0的ADFM位來選擇,當ADFM=1時10位的AD結果的低八位保存在ADRESL內,高兩位保存在ADRESH內;當ADFM=0時10位的AD結果的高八位保存在ADRESH內,低兩位保存在ADRESL內.

(5)AD時鐘源的選擇,寄存器ADCON1專門來設置AD的時鐘源,ADCS2:0>不同組合,可以將AD的時鐘源設置為不同的頻率,可以為FOSC/2、FOSC/4、FOSC/8、FOSC/16、FOSC/32、FOSC/64和FRC(內部RC).

(6)AD中斷的配置,要使用AD的中斷功能,可以先把AD中斷使能,ADIE位設置為1(在寄存器PIE1中),PEIE位置1(在INTCON寄存器中),總中斷GIE位置1(INTCON寄存器中).

要開始一個AD轉換,首先要使能ADC模塊,即把寄存器ADCON0的ADON位置1即可,然后將GO/DONE位(ADCON0中)置1就可以啟動AD轉換了.

AD轉換需要時間,轉換1bit需要Tad的時間,Tad與AD轉換的時鐘源和VDD有關,轉換十位就需要11個Tad時間,如果第一個AD轉換完成了,要進行第二個AD轉換,必須還要等待2*Tad的時間才能開始.一個AD完成了,GO/DONE位會被置為0,如果中斷允許的話,就會產生中斷,且中斷標志位ADIF(寄存器PIR1內)會被置1,在AD中斷程序中就可以把AD轉換結果讀取出來(讀ADRESH和ADRESL),需要時把AD中斷標志位清零.

AD中斷可以把單片機從睡眠中喚醒,但是要注意,使用這個功能的時候,時鐘源必須設置為FRC,否則的話在睡眠的時候就不會產生AD中斷了.

7.看門狗

PIC16F616的看門狗WDT其定時計數的脈沖序列由片內獨立的RC振蕩器產生,所以它不需要外接任何器件就可以工作.而且這個片內RC振蕩器與引腳OSC1/CLKIN上的振蕩電路無關,即使OSC1和OSC2上的時鐘不工作,WDT照樣可以監視定時.例如:當PIC16F616在執行 SLEEP指令后,芯片進入休眠狀態,CPU不工作,主振蕩器也停止工作,但是,WDT照樣可監視定時.當WDT超時溢出后,可喚醒芯片繼續正常的操作.而在正常操作期間,WDT超時溢出將產生一個復位信號.如果不需要這種監視定時功能,在編程時,可關閉這個功能.

WDT的定時周期在不加分頻器的情況下,其基本定時時間是18ms,這個定時時間還受溫度、VDD和不同元器件的工藝參數等的影響.如果需要更長的定時周期,還可以通過軟件控制OPTION寄存器(PSA位置1)把預分頻器配置給WDT,這個預分頻器的最大分頻比可達到1∶128.這樣就可把定時周期擴大128倍,即達到2.3秒.

WDT的預分頻器是和Timer0所共用的,如果把預分頻器配置給WDT,用CLRWDT和SLEEP指令可以同時對WDT和預分頻器清零,從而防止計時溢出引起芯片復位.所以在正常情況下,必須在每次計時溢出之前執行一條CLRWDT指令喂一次狗,以避免引起芯片復位.當系統受到嚴重干擾處于失控狀態時,就不可能在每次計時溢出之前執行一條CLRWDT指令,WDT就產生計時溢出,從而引起芯片復位,從失控狀態又重新進入正常運行狀態.

當WDT計時溢出時,還會同時清除狀態寄存器中的D4位T0,檢測T0位即可知道復位是否由于WDT計時溢出引起的.

8.比較器

PIC16F616有兩個比較器:C1和C2,C1的結構比C2的結構要簡單,下面我分別對這兩個比較器的用法和特性作簡要說明.

(4)比較器C1:它有一個獨立的控制寄存器CM1CON0,通過這個寄存器可以對比較器C1進行一些設置.位C1ON可以控制C1的開啟關閉,位C1OE 可以決定比較器的輸出是從引腳輸出還是內部輸出,位C1POL可以選擇比較器輸出的極性,位C1R選擇參考電壓是鏈接到引腳C1IN+還是連接到 C1VREF,C1CH可以選擇比較器負端從哪一個引腳輸入的,位C1OUT存放了比較器的輸出結果.

(5)比較器C2:它的控制寄存器CM2CON0的操作跟C1一樣,但是比較器C2比比較其C1功能要強,因為它與Timer1掛上鉤了,C2可以連接到 Timer1,而C1不能.當C2與Timer1相連接的時候,C2的輸出可以設置成與Timer1的下降沿鎖定,如果Timer1有分頻,則比較器的輸出與分頻后的Timer1下降沿鎖定,可以通過相關寄存器來進行設置.

(6)兩個比較還有其它的功能,都能組成滯回比較器,這樣就可以對輸入電壓有一定的濾波功能.兩個比較器還可以形成一個SR鎖存器.

由于在本項目中沒有選擇用比較器這個功能,所以在這里就不詳細敘述其細節設置,但要注意的是在不用此模塊的時候,要能夠保證此模塊不能影響其他模塊的正常工作,可以把比較器功能關閉(通過寄存器CM1CON0、CM2CON0的CxON位置0來關閉).

9.捕獲/比較/PWM功能

PIC16F616具有捕獲/比較/PWM的模塊,下面來簡單的介紹一下它們的功能.

這三個功能需要定時器的支持,捕獲和比較功能需要定時器Timer1的支持,PWM功能需要定時器Timer2的支持.都有中斷的功能,選擇這三種功能的某一種功能可以通過寄存器CCP1CON來設置.CCP1CON的低四位CCP1M3:0>可以通過不同的組合來開啟某項功能和關閉所有功能,當CCP1M3:0>=0000的時候,捕獲/比較/PWM模塊的所有功能被禁止.具體其他的不同組合實現的功能,請參考 PIC16F616的用戶手冊.

當選擇捕獲功能時,它可以捕獲引腳CCP1發生的事件,同時把16位Timer1的計數值拷貝到CCPR1H:CCPR1L中來,引腳CCP1的發生事件可以指的是下列事件:CCP1引腳的每個上升沿或者下降沿、第四個上升沿、第十六個上升沿.可以通過寄存器CCP1CON的低四位CCP1M 3:0>來設置是哪一種事件.當事件發生的時候,單片機會置中斷標志位CCP1IF(寄存器PIR1上),如果中斷被允許(寄存器PEIE的位 CCP1IE=1)的話,就會產生中斷,中斷標志位CCP1IF需要軟件清零.

選擇比較功能時,如果定時器Timer1的計數器值與寄存器CCPR1H:CCPR1L相等的話,將產生下面的事件:把引腳CCP1置1/0、產生一個中斷、觸發一個事件(把定時器Timer1的技術器TMR1清零,并且如果此時AD是允許的話,它將觸發一次AD轉換),這些事件可以通過寄存器 CCP1CON的低四位CCP1M3:0>來設置是哪一種事件.