关于PIC单片机的一些经验

6.AD模块

PIC16F616有一个十位、八路的AD转换器.其参考电压可以为电源电压VDD,也可以是外部参考电压(VREF引脚),当AD转换完成后可以产生一个中断,此中断可以把单片机从睡眠状态中唤醒.下面来介绍一下关于AD转换的编程方法.

要使用一个ADC,要做的有一下几件事情:

(1)设置端口,需要采样模拟信号的端口必须设置为模拟输入状态,如果设置为数字端口,将使转换结果不正确,端口的模拟输入可以由寄存器ANSEL来配置,在讲RA口的时候已经说到了如何配置了.

(2)通道的选择,有八路外部通道和三路内部通道,可以通过ADCON0寄存器的CHS3:0>位来设置通道的选择.

(3)参考电压的选择,参考电压可以是VDD,也可以是外部参考电压,可以通过ADCON0寄存器的VCFG位来设置,当VCFG=0时,参考电压为VDD,当VCFG=1时,参考电压为外部参考电压(来自VREF引脚)

(4)ADC的转换格式,AD转换后的结果保存在一个寄存器对里面:ADRESH和ADRESL,但是AD转换结果只有十位,设置AD转换格式可以通过设置 ADCON0的ADFM位来选择,当ADFM=1时10位的AD结果的低八位保存在ADRESL内,高两位保存在ADRESH内;当ADFM=0时10位的AD结果的高八位保存在ADRESH内,低两位保存在ADRESL内.

(5)AD时钟源的选择,寄存器ADCON1专门来设置AD的时钟源,ADCS2:0>不同组合,可以将AD的时钟源设置为不同的频率,可以为FOSC/2、FOSC/4、FOSC/8、FOSC/16、FOSC/32、FOSC/64和FRC(内部RC).

(6)AD中断的配置,要使用AD的中断功能,可以先把AD中断使能,ADIE位设置为1(在寄存器PIE1中),PEIE位置1(在INTCON寄存器中),总中断GIE位置1(INTCON寄存器中).

要开始一个AD转换,首先要使能ADC模块,即把寄存器ADCON0的ADON位置1即可,然后将GO/DONE位(ADCON0中)置1就可以启动AD转换了.

AD转换需要时间,转换1bit需要Tad的时间,Tad与AD转换的时钟源和VDD有关,转换十位就需要11个Tad时间,如果第一个AD转换完成了,要进行第二个AD转换,必须还要等待2*Tad的时间才能开始.一个AD完成了,GO/DONE位会被置为0,如果中断允许的话,就会产生中断,且中断标志位ADIF(寄存器PIR1内)会被置1,在AD中断程序中就可以把AD转换结果读取出来(读ADRESH和ADRESL),需要时把AD中断标志位清零.

AD中断可以把单片机从睡眠中唤醒,但是要注意,使用这个功能的时候,时钟源必须设置为FRC,否则的话在睡眠的时候就不会产生AD中断了.

7.看门狗

PIC16F616的看门狗WDT其定时计数的脉冲序列由片内独立的RC振荡器产生,所以它不需要外接任何器件就可以工作.而且这个片内RC振荡器与引脚OSC1/CLKIN上的振荡电路无关,即使OSC1和OSC2上的时钟不工作,WDT照样可以监视定时.例如:当PIC16F616在执行 SLEEP指令后,芯片进入休眠状态,CPU不工作,主振荡器也停止工作,但是,WDT照样可监视定时.当WDT超时溢出后,可唤醒芯片继续正常的操作.而在正常操作期间,WDT超时溢出将产生一个复位信号.如果不需要这种监视定时功能,在编程时,可关闭这个功能.

WDT的定时周期在不加分频器的情况下,其基本定时时间是18ms,这个定时时间还受温度、VDD和不同元器件的工艺参数等的影响.如果需要更长的定时周期,还可以通过软件控制OPTION寄存器(PSA位置1)把预分频器配置给WDT,这个预分频器的最大分频比可达到1∶128.这样就可把定时周期扩大128倍,即达到2.3秒.

WDT的预分频器是和Timer0所共用的,如果把预分频器配置给WDT,用CLRWDT和SLEEP指令可以同时对WDT和预分频器清零,从而防止计时溢出引起芯片复位.所以在正常情况下,必须在每次计时溢出之前执行一条CLRWDT指令喂一次狗,以避免引起芯片复位.当系统受到严重干扰处于失控状态时,就不可能在每次计时溢出之前执行一条CLRWDT指令,WDT就产生计时溢出,从而引起芯片复位,从失控状态又重新进入正常运行状态.

当WDT计时溢出时,还会同时清除状态寄存器中的D4位T0,检测T0位即可知道复位是否由于WDT计时溢出引起的.

8.比较器

PIC16F616有两个比较器:C1和C2,C1的结构比C2的结构要简单,下面我分别对这两个比较器的用法和特性作简要说明.

(4)比较器C1:它有一个独立的控制寄存器CM1CON0,通过这个寄存器可以对比较器C1进行一些设置.位C1ON可以控制C1的开启关闭,位C1OE 可以决定比较器的输出是从引脚输出还是内部输出,位C1POL可以选择比较器输出的极性,位C1R选择参考电压是链接到引脚C1IN+还是连接到 C1VREF,C1CH可以选择比较器负端从哪一个引脚输入的,位C1OUT存放了比较器的输出结果.

(5)比较器C2:它的控制寄存器CM2CON0的操作跟C1一样,但是比较器C2比比较其C1功能要强,因为它与Timer1挂上钩了,C2可以连接到 Timer1,而C1不能.当C2与Timer1相连接的时候,C2的输出可以设置成与Timer1的下降沿锁定,如果Timer1有分频,则比较器的输出与分频后的Timer1下降沿锁定,可以通过相关寄存器来进行设置.

(6)两个比较还有其它的功能,都能组成滞回比较器,这样就可以对输入电压有一定的滤波功能.两个比较器还可以形成一个SR锁存器.

由于在本项目中没有选择用比较器这个功能,所以在这里就不详细叙述其细节设置,但要注意的是在不用此模块的时候,要能够保证此模块不能影响其他模块的正常工作,可以把比较器功能关闭(通过寄存器CM1CON0、CM2CON0的CxON位置0来关闭).

9.捕获/比较/PWM功能

PIC16F616具有捕获/比较/PWM的模块,下面来简单的介绍一下它们的功能.

这三个功能需要定时器的支持,捕获和比较功能需要定时器Timer1的支持,PWM功能需要定时器Timer2的支持.都有中断的功能,选择这三种功能的某一种功能可以通过寄存器CCP1CON来设置.CCP1CON的低四位CCP1M3:0>可以通过不同的组合来开启某项功能和关闭所有功能,当CCP1M3:0>=0000的时候,捕获/比较/PWM模块的所有功能被禁止.具体其他的不同组合实现的功能,请参考 PIC16F616的用户手册.

当选择捕获功能时,它可以捕获引脚CCP1发生的事件,同时把16位Timer1的计数值拷贝到CCPR1H:CCPR1L中来,引脚CCP1的发生事件可以指的是下列事件:CCP1引脚的每个上升沿或者下降沿、第四个上升沿、第十六个上升沿.可以通过寄存器CCP1CON的低四位CCP1M 3:0>来设置是哪一种事件.当事件发生的时候,单片机会置中断标志位CCP1IF(寄存器PIR1上),如果中断被允许(寄存器PEIE的位 CCP1IE=1)的话,就会产生中断,中断标志位CCP1IF需要软件清零.

选择比较功能时,如果定时器Timer1的计数器值与寄存器CCPR1H:CCPR1L相等的话,将产生下面的事件:把引脚CCP1置1/0、产生一个中断、触发一个事件(把定时器Timer1的技术器TMR1清零,并且如果此时AD是允许的话,它将触发一次AD转换),这些事件可以通过寄存器 CCP1CON的低四位CCP1M3:0>来设置是哪一种事件.