Microchip PIC16F685-I/P 8位微控制器中文資料

一、型號與類型

PIC16F685-I/P是Microchip Technology Inc.生產(chǎn)的一款8位微控制器（MCU），屬于PIC16F6XX系列。該系列微控制器以其高性能、低功耗和易用性而廣受市場歡迎。PIC16F685-I/P特別適用于需要精確控制、低功耗和成本效益的應(yīng)用場景。它采用DIP（雙列直插式封裝），具有20個引腳，便于在電路板上安裝和布線。

　　廠商名稱：Microchip

　　元件分類：8位微控制器

　　中文描述： 8位MCU微控制單元，閃存，PIC16 Family PIC16F6XX Series Microcontrollers，20 MHz，7 KB，256 Byte，20引腳，DIP

　　英文描述： MCU 8-bit PIC RISC 7KB Flash 5V Automotive 20-Pin PDIP Tube

　　數(shù)據(jù)手冊：http://www.kmzr.net.cn/data/k01-37191650-PIC16F685-IP.html

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　　PIC16F685-I/P概述

　　PIC16F685-I/P是中等范圍的PIC16系列8位功能強大（200納秒指令執(zhí)行），但易于編程（僅35條單字指令），基于CMOS閃存的單片機具有強大的PIC?（RISC）架構(gòu)。該產(chǎn)品具有公認的中端x14架構(gòu)的所有優(yōu)點，并具有標準化功能，包括7kB可尋址程序存儲器大小，256bytes數(shù)據(jù)存儲器大小，18個通用I/O引腳，兩個比較器和12通道10-位模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器。該器件的最大工作頻率為20MHz，工作電壓范圍為2至5.5V。

　　35條（14位寬）易于學(xué)習(xí)的說明

　　8級硬件堆棧

　　1個（9位）文件選擇寄存器

　　硬件中斷處理

　　32kHz至8MHz內(nèi)部振蕩器

　　256字節(jié)EEPROM數(shù)據(jù)存儲器

　　欠壓復(fù)位（BOR）

　　上電復(fù)位（POR）

　　內(nèi)部參考電壓（帶隙）

　　兩個8位數(shù)字計時器

　　1個16位數(shù)字計時器

　　1個增強的捕獲/比較/PWM（ECCP）

　　在線串行編程?（ICSP?）

　　應(yīng)用

　　工業(yè)，車用，消費電子產(chǎn)品，電機驅(qū)動與控制，照明，醫(yī)用，安全

　　PIC16F685-I/P中文參數(shù)

　　PIC16F685-I/P引腳圖

二、工作原理

PIC16F685-I/P基于精簡指令集（RISC）架構(gòu)，這意味著它使用一組簡化的指令來完成各種操作。RISC架構(gòu)的核心優(yōu)勢在于指令集簡單、執(zhí)行速度快，并且指令周期固定，這有助于降低功耗并提高系統(tǒng)效率。該微控制器內(nèi)部集成了多種功能模塊，包括CPU核心、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、I/O端口、定時器/計數(shù)器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）等，這些模塊協(xié)同工作以實現(xiàn)復(fù)雜的控制任務(wù)。

在運行時，PIC16F685-I/P首先從程序存儲器中取出指令，然后在CPU中執(zhí)行這些指令。指令執(zhí)行過程中，CPU會訪問數(shù)據(jù)存儲器以讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)，同時還會通過I/O端口與外部設(shè)備進行交互。定時器/計數(shù)器用于生成精確的時間延遲或測量外部事件的時間間隔，而ADC則用于將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以便在微控制器內(nèi)部進行處理。

三、特點

1. 高性能RISC CPU：PIC16F685-I/P擁有強大的RISC CPU，指令執(zhí)行速度快，僅需200納秒即可完成一條指令的執(zhí)行。此外，它還支持多種尋址方式，包括直接、間接和相對尋址，這為用戶編程提供了極大的靈活性。

2. 低功耗設(shè)計：該微控制器采用nanoWatt技術(shù)，確保在電池驅(qū)動應(yīng)用中具有極低的功耗。其待機電流在2.0V時僅為1nA，而工作電流在32kHz、2.0V時僅為20μA，非常適合于便攜式設(shè)備和電池供電系統(tǒng)。

3. 豐富的外設(shè)資源：PIC16F685-I/P內(nèi)置了多種外設(shè)資源，包括12通道的10位ADC、2個模擬比較器、3個定時器/計數(shù)器（包括1個16位和2個8位定時器/計數(shù)器）、增強的捕捉/比較/PWM（ECCP）模塊等。這些外設(shè)資源為用戶提供了豐富的控制手段，能夠滿足各種復(fù)雜的應(yīng)用需求。

4. 易于編程和調(diào)試：PIC16F685-I/P支持在線串行編程（ICSP），用戶無需將微控制器從電路板上取下即可進行編程和調(diào)試。此外，Microchip還提供了功能強大的MPLAB開發(fā)環(huán)境和ICD 2編程器/調(diào)試器，為用戶提供了便捷的開發(fā)和調(diào)試手段。

5. 寬電壓范圍和溫度范圍：該微控制器的工作電壓范圍為2.0V至5.5V，能夠滿足不同應(yīng)用場合的需求。同時，它還支持工業(yè)級和擴展級溫度范圍（-40°C至+85°C），適用于各種惡劣的環(huán)境條件。

四、應(yīng)用

PIC16F685-I/P由于其高性能、低功耗和豐富的外設(shè)資源，被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。以下是一些典型的應(yīng)用場景：

1. 電池驅(qū)動設(shè)備：由于其低功耗特性，PIC16F685-I/P非常適合于電池驅(qū)動的設(shè)備，如遙控器、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點等。

2. 家用電器：在家用電器領(lǐng)域，PIC16F685-I/P可用于控制電機、加熱元件等，實現(xiàn)智能化控制。

3. 電源轉(zhuǎn)換：該微控制器可用于電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，通過精確控制開關(guān)管的通斷時間來實現(xiàn)電壓和電流的調(diào)節(jié)。

4. 電機驅(qū)動與控制：PIC16F685-I/P內(nèi)置的PWM模塊可用于電機驅(qū)動與控制，實現(xiàn)電機的精確調(diào)速和定位控制。

5. 照明系統(tǒng)：在照明系統(tǒng)中，該微控制器可用于控制LED燈的亮度和顏色，實現(xiàn)智能照明效果。

6. 醫(yī)用設(shè)備：由于其高可靠性和低功耗特性，PIC16F685-I/P還可用于醫(yī)用設(shè)備中，如血糖儀、血壓計等。

五、參數(shù)

以下是PIC16F685-I/P的主要技術(shù)參數(shù)：

• CPU速度：20MHz

• 程序存儲器大小：7KB Flash

• 數(shù)據(jù)存儲器大小：256 Byte RAM

• 引腳數(shù)目：20

• I/O端口：最多14個可編程I/O引腳（具體取決于封裝和配置）

• 模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）：

• 分辨率：10位

• 通道數(shù)：12個

• 轉(zhuǎn)換時間：根據(jù)時鐘頻率和配置可變

• 定時器/計數(shù)器：

• 1個16位定時器/計數(shù)器（TMR0）

• 2個8位定時器/計數(shù)器（TMR1和TMR2）

• 增強型捕捉/比較/PWM（ECCP）模塊（與TMR2共用）

• 模擬比較器：2個可編程模擬比較器

• 電源：

• 工作電壓范圍：2.0V至5.5V

• 待機電流（2.0V）：1nA

• 工作電流（典型值，32kHz, 2.0V）：20μA

• 功耗模式：睡眠、空閑、打盹等低功耗模式

• 通信接口：

• 串行通信接口（USART）：支持同步/異步通信

• I2C總線接口（可選，需軟件模擬）

• SPI總線接口（可選，需軟件模擬）

• 中斷系統(tǒng)：支持多個中斷源，包括定時器溢出、I/O端口變化、ADC轉(zhuǎn)換完成等

• 開發(fā)環(huán)境：支持MPLAB X IDE、MPLAB Code Configurator等開發(fā)工具

• 封裝：DIP-20（雙列直插式封裝）

• 工作溫度范圍：

• 工業(yè)級：-40°C至+85°C

• 擴展級（部分型號）：-40°C至+125°C

六、開發(fā)與應(yīng)用注意事項

1. 引腳分配與配置：在設(shè)計電路時，需要根據(jù)應(yīng)用需求合理配置PIC16F685-I/P的引腳。特別是要注意I/O引腳、ADC通道和定時器/計數(shù)器的分配，以確保滿足功能需求。

2. 電源管理：為了降低功耗，應(yīng)充分利用PIC16F685-I/P提供的各種低功耗模式。根據(jù)應(yīng)用需求選擇合適的睡眠、空閑或打盹模式，可以有效延長電池壽命。

3. 編程與調(diào)試：利用MPLAB X IDE和ICD 2編程器/調(diào)試器進行編程和調(diào)試。在編寫程序時，應(yīng)充分利用MPLAB Code Configurator等工具來簡化配置和編程過程。

4. 電磁兼容性（EMC）：在設(shè)計電路時，應(yīng)注意電磁兼容性問題，確保微控制器及其外圍電路能夠穩(wěn)定工作，不受外部電磁干擾的影響。

5. 可靠性設(shè)計：考慮到微控制器在惡劣環(huán)境下的應(yīng)用，應(yīng)采取適當?shù)目煽啃栽O(shè)計措施，如增加去耦電容、使用合適的保護元件等，以提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

6. 安全性考慮：在涉及人身安全的應(yīng)用中（如醫(yī)用設(shè)備、工業(yè)控制系統(tǒng)等），應(yīng)特別注意微控制器的安全性能設(shè)計，確保在異常情況下能夠及時切斷電源或采取其他安全措施。

綜上所述，PIC16F685-I/P作為一款高性能、低功耗、易于編程和調(diào)試的8位微控制器，在電池驅(qū)動設(shè)備、家用電器、電源轉(zhuǎn)換、電機驅(qū)動與控制、照明系統(tǒng)以及醫(yī)用設(shè)備等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。通過合理的電路設(shè)計和軟件編程，可以充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢，滿足各種復(fù)雜的應(yīng)用需求。