Microchip Technology PIC16F18154/55/74/75全功能微控制器 (MCU) 非常適合用于具有高分辨率要求的低成本、節(jié)能模擬傳感器應(yīng)用。 PIC16F18154/55/74/75 MCU具有一整套模擬外設(shè)，支持精密傳感器應(yīng)用。這些器件具有7KB至28KB內(nèi)存范圍、高達32MHz的速度以及8引腳至44引腳小尺寸封裝。該MCU包括一個帶計算功能的12位差分模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADCC)、兩個8位數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC)、一個16位脈沖寬度調(diào)制 (PWM) 外設(shè)以及更多波形控制和通信外設(shè)。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Microchip Technology AVR32，16DD14，20微控制器 (MCU)數(shù)據(jù)手冊.pdf

特性

編譯器優(yōu)化的RISC架構(gòu)
運行速度
- 直流至32MHz時鐘輸入
- 最小指令時間：125ns
16級深度硬件堆棧
小電流上電復(fù)位 (POR)
可配置上電延時定時器 (PWRT)
欠壓復(fù)位 (BOR)
低功耗掉電重置 (LPBOR)
窗口看門狗定時器 (WWDT)
存儲器
- 高達28KB程序閃存
- 高達2KB數(shù)據(jù)SRAM存儲器
- 高達256字節(jié)數(shù)據(jù)EEPROM存儲器
- 內(nèi)存訪問分區(qū) (MAP)，程序閃存可分為：
  - 應(yīng)用方框
  - 啟動塊
  - 存儲區(qū)域閃存 (SAF) 塊
- 可編程代碼保護和寫保護
- 設(shè)備信息區(qū) (DIA) 存儲
  - 溫度指示器校準系數(shù)
  - 固定電壓基準 (FVR) 測量數(shù)據(jù)
  - Microchip唯一標識符 (MUI)
- 器件特性區(qū)域 (DCI) 存儲
  - 編程/擦除行尺寸
  - 引腳數(shù)詳情
- 直接、間接和相對尋址模式
工作特性
- 工作電壓范圍：1.8V至5.5V
- 溫度范圍
  - 工業(yè)級溫度范圍：-40°C至+85°C
  - 擴展溫度范圍：-40°C至+125°C
節(jié)能功能
- 打盹模式中，CPU和外設(shè)以不同的周期速率運行（通常CPU更低）
- 空閑模式中，外設(shè)運行時CPU停止
- 睡眠
  - 最低功耗
  - 在執(zhí)行ADC轉(zhuǎn)換的同時降低系統(tǒng)電氣噪聲
- 外設(shè)模塊禁用 (PMD) 能夠選擇性地以最大限度降低未使用外設(shè)的運行功耗
- 低功耗模式
  - 睡眠電流：3V/+25°C時<900nA（啟用WDT）和<600nA（禁用WDT）（典型值）
  - 工作電流：48μA（32kHz、3V/+25°C時典型值）；<1mA（4MHz、5V/+25°C時典型值）
時鐘結(jié)構(gòu)
- 高精度內(nèi)部振蕩器塊 (HFINTOSC)
  - 可選頻率高達32MHz
  - 校準時±2%
  - HFINTOSC的有源時鐘調(diào)諧，可提高精度
- 內(nèi)部31kHz振蕩器 (LFINTOSC)
- 外部32kHz二次振蕩器 (SOSC)
- 外部高頻時鐘輸入
  - 2個晶體/諧振器模式
  - 2個外部時鐘 (EC) 功率模式
  - 4個用于外部源的PLL
- 故障安全時鐘監(jiān)控器允許在外部時鐘源停止時進行操作恢復(fù)
- 振蕩器啟動定時器 (OST) 確保晶體振蕩器源的穩(wěn)定性
編程/調(diào)試
- In-Circuit Serial Programming? (ICSP?)（通過2個引腳）
- 電路內(nèi)調(diào)試 (ICD)（通過2個引腳提供3個斷點）
- 片上集成調(diào)試
數(shù)字外設(shè)
- 2個捕獲/比較/PWM (CCP) 模塊
  - 用于捕獲/比較模式的16位分辨率
  - 用于PWM模式的10位分辨率
- 多達4個脈寬調(diào)制器 (PWM)
  - 16位分辨率
  - 獨立脈沖輸出
  - 外部復(fù)位信號 (ER) 輸入
- 4個可配置邏輯單元 (CLC) ，具有集成組合和順序邏輯
- 1個互補波形發(fā)生器 (CWG)
  - 上升和下降邊緣死區(qū)控制
  - 全橋、半橋、1通道驅(qū)動器
  - 多個信號源
  - 可編程死區(qū)
  - 故障關(guān)斷輸入
- 1個可配置8/16位定時器 (TMR0)
- 2個16位定時器 (TMR1/3)，帶柵極控制
- 多達3個8位定時器 (TMR2/4/6)，帶硬件限制定時器 (HLT)
- 1個數(shù)控振蕩器 (NCO)
  - 生成真正的線性頻率控制和更高頻率分辨率
  - 輸入時鐘高達64MHz
- 帶存儲器掃描功能的可編程CRC
  - 可靠的數(shù)據(jù)/程序存儲器監(jiān)控，用于故障安全操作（例如B類）
  - 在程序閃存的任何部分上計算32位CRC
- 2個增強型通用同步異步接收器發(fā)射器 (EUSART)
  - 與RS-232、RS-485、LIN兼容
  - 啟動時自動喚醒
- 2個主機同步串行端口 (MSSP)
  - 串行外設(shè)接口 (SPI) 模式，具有芯片選擇同步功能
  - 內(nèi)部集成電路 (I^2^C) 模式，具有7/10位尋址模式
- 外設(shè)引腳選擇 (PPS) 實現(xiàn)數(shù)字I/O引腳映射
- 設(shè)備I/O端口
  - 多達35個I/O引腳
  - 1個僅輸入引腳
  - 單獨的I/O方向、開漏、輸入閾值、轉(zhuǎn)換速度和弱上拉控制
  - 多達25個引腳上變化中斷 (IOC)
  - 1個外部中斷引腳
模擬外設(shè)
- 具有計算功能的差分模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADCC)
  - 12位分辨率
  - 多達35個外部正輸入通道
  - 多達17個外部負輸入通道
  - 7個內(nèi)部輸入通道
  - 內(nèi)部ADC振蕩器 (ADCRC)
  - 在睡眠模式下工作
  - 可選的自動轉(zhuǎn)換觸發(fā)器 (ACT) 源
- 2個8位數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC)
  - 輸出可在多達2個I/O引腳上提供
  - 與ADC和比較器的內(nèi)部連接
- 2個比較器 (CMP)
  - 高達4個外部輸入
  - 可配置輸出極性
  - 通過外設(shè)引腳選擇外部輸出
- 零交叉檢測 (ZCD) 可檢測引腳上的交流信號何時接地
- 2個固定電壓基準 (FVR)
  - 可選1.024V、2.048V和4.096V輸出電平
  - FVR1內(nèi)部連接至ADC
  - FVR2內(nèi)部連接到比較器

框圖

內(nèi)核數(shù)據(jù)路徑圖

PIC16F18154/55/74/75：面向高精度傳感器應(yīng)用的全功能8位MCU

引言

Microchip Technology 推出的 PIC16F18154/55/74/75 系列單片機，是一款面向高精度傳感器應(yīng)用的8位微控制器。該系列器件具備豐富的模擬與數(shù)字外設(shè)，適用于對分辨率和能效有較高要求的低成本、小尺寸嵌入式系統(tǒng)。

核心特性概覽

高性能CPU架構(gòu)

增強型中檔8位RISC內(nèi)核，支持50條指令
最高運行頻率 32 MHz ，指令周期最短 125 ns
16級深度硬件堆棧，支持堆棧溢出/下溢復(fù)位
自動中斷上下文保存，減少響應(yīng)延遲

靈活的存儲器結(jié)構(gòu)

程序存儲器 ：7 KB 至 14 KB Flash
數(shù)據(jù)存儲器 ：512 B 至 1024 B SRAM
EEPROM ：128 B，用于非易失性數(shù)據(jù)存儲
支持存儲器分區(qū)（MAP），包括應(yīng)用塊、引導(dǎo)塊和存儲區(qū)Flash（SAF）

豐富的模擬外設(shè)

12位差分ADC（帶計算功能） ：
- 支持多達35個外部正輸入通道
- 7個內(nèi)部輸入通道（溫度、FVR等）
- 可在Sleep模式下運行
兩個8位DAC ：
- 輸出可連接至ADC或比較器
兩個模擬比較器（CMP）
零交叉檢測（ZCD）
固定電壓參考（FVR） ：1.024V / 2.048V / 4.096V

強大的數(shù)字與波形控制

4個16位PWM模塊 ，支持獨立輸出
4個可配置邏輯單元（CLC）
互補波形發(fā)生器（CWG） ，支持死區(qū)控制
數(shù)值控制振蕩器（NCO） ，提供高精度頻率輸出
兩個EUSART模塊 ，支持RS-232/485/LIN
兩個MSSP模塊 ，支持I2C和SPI

低功耗特性

工作電壓范圍：1.8V ~ 5.5V
多種省電模式：
- Sleep模式 ：< 900 nA（WDT開啟）
- Idle模式 ：CPU暫停，外設(shè)運行
- Doze模式 ：CPU與外設(shè)異步運行
外設(shè)模塊禁用（PMD）功能，進一步降低功耗

系統(tǒng)時鐘與可靠性

多時鐘源支持

內(nèi)部高頻振蕩器（HFINTOSC）：最高32 MHz，支持動態(tài)調(diào)頻
內(nèi)部低頻振蕩器（LFINTOSC）：31 kHz
外部晶體/諧振器（LP/XT/HS模式）
次級振蕩器（SOSC）：32.768 kHz
4倍頻PLL，支持外部時鐘倍頻

故障保護機制

故障安全時鐘監(jiān)控（FSCM） ：檢測外部時鐘故障并自動切換至內(nèi)部時鐘
主動時鐘調(diào)諧（ACT） ：利用SOSC校準HFINTOSC，提升頻率精度
看門狗定時器（WDT/WWDT） ：支持窗口模式，增強系統(tǒng)可靠性

開發(fā)與調(diào)試支持

ICSP?接口 ：支持兩線制在線串行編程
在線調(diào)試（ICD） ：支持三個斷點
外設(shè)引腳選擇（PPS） ：靈活映射數(shù)字外設(shè)至任意I/O引腳
CRC與存儲器掃描 ：支持程序存儲器完整性檢查

典型應(yīng)用場景

傳感器信號調(diào)理與采集系統(tǒng)
電機控制與驅(qū)動
電源管理與電池供電設(shè)備
工業(yè)控制與自動化
消費電子與物聯(lián)網(wǎng)終端

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