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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。

并联稳压器结构

 8引脚PIC低档单片机

       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。

PIC 中档单片机集成并联稳压器
PIC中档单片机
直流电机控制
 开关电源设计
 使用ADC的传感器监控

       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。


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