可配置模拟单片机PIC16C781/782的特点及应用

1概述

美国MICROCHIP公司推出的PIC系列8位单片机是业内首次采用RISC结构的高性价比嵌入式控制器，其高速度、高可靠性、低工作电压、低功耗、大驱动能力、低价OTP技术、体积小巧等都体现了当前微控制器工业的新趋势，并在电脑外设、家电控制、电讯通信、智能仪器仪表、汽车电子、金融电子等领域得到了广泛的应用。最近，PIC系列单片机家族又添新丁，由MICROCHIP公司推出的两款8位可配置模拟单片机PIC16C781和PIC16C782 的问世,给业界送来一股清凉风。新器件集成了多个模拟和数字模块，极大地减少了嵌入式控制系统中所需的元件数，非常适合于闭环控制场合，受到了电子工程师们的青睐。

2引脚排列及特点

PIC16C78X是20引脚双列直插式大规模集成电路，其引脚排列如图1所示，引脚功能请查有关资料，此处不再赘述。PIC16C78X是PIC系列单片机家族的1员，它本身也集中了PIC系列单片机的许多亮点[1]，其主要特点如下：
——高性能RISCCPU；
——仅35条单字指令，除程序分支指令外，其余指令均为单周期指令，且寻址灵活；
——8级深度的硬件堆栈；
——有中断能力（8个内部／外部中断源）；
——有16个输入／输出引脚；
——1个8位定时计数器TIMER0，带8位预分频器；
——增强型16位定时计数器TIMER1，带预分频器；
——可编程PORTB口为弱上拉，也可编程为电平变化中断；
——具有较强的模拟功能模块，如ADC,DAC,OPA,C,VR；
——可编程开关方式控制器PSMC，有PWM和PSM2种工作方式；
——可编程低压检测模块LVD；
——具有上电复位POR，加电定时器PWRT，振荡器启动定时器OST功能；
——看门狗WDT及片内RC振荡器；
——内部／外部复位端MCLR；
——程序代码可加密；
——省电休眠模式SLEEP；
——振荡器方式可选HS,XT,LP,EC,RC,INTRC。

图1 PIC16C78X的引脚排列

3模拟单元介绍

模拟功能模块是PIC16C78X单片机的精华所在，下面分别对其作以介绍。

3．1低压检测模块(PLVD)和参考电压源模块(VR)

可编程低压检测模块PLVD用来监视单片机电源VDD，实际上是对电源掉电的1种预警，以便在单片机完全掉电以前对一些关键性的数据进行保存处理，可通过低压检测模块控制寄存器LVDEN来配置。参考电压源模块VR提供了1个在片固定的参考电压，其值为3.072V，可用于ADC和DAC或从RB0输出，可通过参考电压控制寄存器REFCON来配置。

3．2模数转换模块(ADC)

模数转换模块ADC是1个逐次逼近式8位8通道ADC，其模拟参考电压ADCREF可以用软件编程，且有4种选择：模拟电源AVDD；比较器C1的参考电压端VREF1(RB3)；参考电压源模块VR的输出；数模转换器模块DAC的输出VDAC。ADC的另一个特点是它还可以在休眠状态下工作，这时， ADC模块的时钟必须配置为ADC专用内部阻容振荡器RC方式。与ADC模块有关的特殊功能寄存器有3个，即ADC结果寄存器ADRES，2个ADC控制寄存器ADCON0和ADCON1。

3．3数模转换模块(DAC)

数模转换模块DAC可以将8位DAC数据寄存器中的数据转换为1个与其成比例的输出控制电压，并通过编程，将其作为ADC的参考电压，或作为比较器C1、 C2的参考电压，或从RB1口直接输出。DAC模块的参考电压可以选自模拟电压源AVDD，或比较器C1的参考电压端VREF1(RB3)，或参考电压源 VD。控制数模转换模块的特殊功能寄存器有2个，即数模转换控制寄存器DACON0，数模转换数据寄存器DAC。

3．4运算放大器模块(OPA)

运算放大器模块OPA既能配置为运算放大器，也可以配置为电压比较器，其特点是可连到外部所有口，增益带宽可选，有输入偏置电压自动校正模块，用作电压比较器时还具有输出电平变化中断功能。控制OPA模块工作的寄存器有2个，即运算放大器控制寄存器OPACON和校正寄存器CALCON。

3．5比较器模块

比较器模块包含两个独立的比较器C1和C2，其特点是比较器输出可外引，输出极性可编程，有输出电平变化中断标志，休眠唤醒，可编程为PSMC的反馈输入，4端输入可选，参考电压可选，速度可选，C2比较器还有其输出与定时器T1时间输入同步功能等。C1和C2分别由特殊功能控制寄存器CM1CON0和 CM2CON0来控制，C2还有1个第二控制寄存器CM2CON1,该专用寄存器用于与T1的同步控制和对2个比较器的同时读数控制。

3．6可编程开关方式控制器模块(PSMC)

可编程开关方式控制器模块PSMC用于构成脉冲反馈系统，它可以根据模拟反馈量的大小产生相应的脉冲输出。反馈量来自比较器，它也是可编程