PIC16F616是一款14引腳、8位的CMOS單片機(jī)。采用精簡指令集，僅有35條指令，由于采用了數(shù)據(jù)總線和指令總線分離的哈佛總線結(jié)構(gòu)，使得除少量指令不是單周期之外，大部分的指令都是單周期指令。這樣有利于提高單片機(jī)的運(yùn)行速度和執(zhí)行效率。

　　PIC16F616這款單片機(jī)供電電壓可以在2V到5.5V之間，內(nèi)部集成了一個RC振蕩器，頻率可以配置成8MHZ或者4MHZ，也可以用外部晶振提供時鐘。內(nèi)部集成有AD轉(zhuǎn)換、比較器等硬件模塊，還具有上電復(fù)位、欠壓復(fù)位、看門狗、代碼保護(hù)等功能。三個定時器、PWM發(fā)生器等可以由用戶編程。下面介紹一下PIC16F616的封裝。

　　PIC16F616的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）模塊

　　PIC16F616有一個十位、八路的AD轉(zhuǎn)換器。其參考電壓可認(rèn)為電源電壓VDD，也可以是外部參考電壓（VREF引腳），當(dāng)AD轉(zhuǎn)換完成后可以產(chǎn)生一個間斷，此間斷可以把單片機(jī)從睡眠狀態(tài)中喚醒。

　　ADC框圖

　　ADC配置

　　1、端口配置

　　需要采樣模擬信號的端口必需設(shè)置為模擬輸入狀態(tài)，假如設(shè)置為數(shù)字端口，將使轉(zhuǎn)換結(jié)果不準(zhǔn)確，端口的模擬輸入可以由寄存器ANSEL來配置。

　　2、通道選擇

　　有八路外部通道和三路內(nèi)部通道，可以通過ADCON0寄存器的CHS《3:0》位來設(shè)置通道的選擇。

　　3、ADC參考電壓

　　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(shè)置，當(dāng)VCFG=0時，參考電壓為VDD，當(dāng)VCFG=1時，參考電壓為外部參考電壓（來自VREF引腳）。

模數(shù)轉(zhuǎn)換TAD周期

　　4、轉(zhuǎn)換時鐘

　　寄存器ADCON1專門來設(shè)置AD的時鐘源，ADCS《2:0》不同組合，可以將AD的時鐘源設(shè)置為不同的頻率，可認(rèn)為FOSC/2、FOSC/4、FOSC/8、FOSC/16、FOSC/32、FOSC/64和FRC（內(nèi)部RC）。

　　5、中斷

　　要使用AD的間斷功能，可以先把AD間斷使能，ADIE位設(shè)置為1（在寄存器PIE1中），PEIE位置1（在INTCON寄存器中），總間斷GIE位置1（INTCON寄存器中）。

　　6、結(jié)果格式

　　AD轉(zhuǎn)換后的結(jié)果保留在一個寄存器對里面：ADRESH和ADRESL，但是AD轉(zhuǎn)換結(jié)果只有十位，設(shè)置AD轉(zhuǎn)換格局可以通過設(shè)置ADCON0的ADFM位來選擇，當(dāng)ADFM=1時10位的AD結(jié)果的低八位保留在ADRESL內(nèi)，高兩位保留在ADRESH內(nèi);當(dāng)ADFM=0時10位的AD結(jié)果的高八位保留在ADRESH內(nèi)，低兩位保留在ADRESL內(nèi)。

10位A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果格式

　　ADC工作原理

　　1、啟動轉(zhuǎn)換

　　要將ADC模塊的ADCON0寄存器的ADON位和ADCON0寄存器的GO/DONE位設(shè)置為1將啟動模數(shù)轉(zhuǎn)換。

　　2、轉(zhuǎn)換完成

　　轉(zhuǎn)換完成時，ADC模塊：

　　1）清零GO/DONE位

　　2）將ADIF標(biāo)志位置1

　　3）用新的轉(zhuǎn)換結(jié)果更新ADRESH：ADRESL寄存器

　　3、終止轉(zhuǎn)換

　　如果必須在轉(zhuǎn)換完成之前終止轉(zhuǎn)換，可用軟件將GO/DONE位清零。不會用部分完成的模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果更新ADRESH和ADRESL寄存器，ADRESH：ADRESL寄存器仍然保留的前一次轉(zhuǎn)換的值。此外，必須經(jīng)過2TAD的延時后才能開始下一次的采集。延時結(jié)束后將自動開始對選定通道的輸入進(jìn)行采集。

　　4、休眠期間的ADC操作

　　ADC模塊可以再休眠模式下工作。這需要把ADC轉(zhuǎn)換時鐘設(shè)置為FRC選項(xiàng)。選擇FRC時鐘源后，ADC需等待一個指令周期后才能啟動轉(zhuǎn)換操作。這使得可以執(zhí)行SLEEP指令，以降低轉(zhuǎn)換期間的系統(tǒng)噪聲。如果允許了ADC中斷，轉(zhuǎn)換完成時器件將從休眠狀態(tài)喚醒。如果允許了ADC中斷，盡管ADON位仍保持位置1，轉(zhuǎn)換完成后ADC模塊將關(guān)閉。

　　ADC時鐘源不是FRC時，盡管ADON位仍保持位置1，SLEEP指令會導(dǎo)致當(dāng)前轉(zhuǎn)換中止，ADC模塊關(guān)閉。

　　5、特殊事件觸發(fā)器

　　ECCP特殊事件觸發(fā)器允許定期測試ADC而無需軟件干預(yù)。當(dāng)出現(xiàn)觸發(fā)信號后，GO/DONE位由硬件置1，Tmer1計(jì)數(shù)器復(fù)位為零。

　　使用特殊事件觸發(fā)器不能確保正確的ADC時序。用戶需負(fù)責(zé)確保ADC時序要求得到滿足。

A/D轉(zhuǎn)換

　　6、A/D轉(zhuǎn)換步驟

　　以下是用ADC執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的示例步驟：

　　1）配置端口：

　　禁止引腳輸出驅(qū)動器（見TRIS寄存器）

　　將引腳配置為模擬

　　2）配置ADC模塊：

　　選擇ADC轉(zhuǎn)換時鐘

　　配置參考電壓

　　選擇ADC輸入通道

　　選擇結(jié)果格式

　　開啟ADC模塊

　　3）配置ADC中斷（可選）：

　　清零ADC中斷標(biāo)志

　　允許ADC中斷

　　允許外設(shè)中斷

　　允許全局中斷

　　4）等待所需采集時間

　　5）通過將GODONE位置1啟動轉(zhuǎn)換

　　6）通過以下方式之一等待ADC轉(zhuǎn)換完成：

　　查詢GO/DONE位

　　等待ADC中斷（已允許中斷）

　　7）讀取ADC結(jié)果

　　8）清零ADC中斷標(biāo)志（如果已允許中斷需要）

　　7、相關(guān)寄存器

　　A/D采集要求

模擬輸入模型

　　為了使ADC達(dá)到規(guī)定的精度，必須使充電保持電容（CHOLD）充滿至輸入通道的電平。模擬輸入模型見圖。模擬信號源阻抗（RS）和內(nèi)部采樣開關(guān)阻抗（RSS）直接影響電容CHOLD的充電時間。采樣開關(guān)阻抗（RSS）隨器件電壓（VDD）的變化而變化。建議模擬信號源的最大阻抗為10kΩ。采集時間隨著源阻抗的降低而縮短。在選擇（或改變）模擬輸入通道后，必須在開始轉(zhuǎn)換前完成A/D采集?？梢允褂霉絹碛?jì)算最小采集時間。該公式假設(shè)誤差為1/2Lsb（ADc轉(zhuǎn)換需要1024步）。1/2LSb誤差是ADC達(dá)到規(guī)定分辨率所允許的最大誤差。

采集時間計(jì)算