Microchip PIC16F685-I/P 8位微控制器中文资料

一、型号与类型

PIC16F685-I/P是Microchip Technology Inc.生产的一款8位微控制器（MCU），属于PIC16F6XX系列。该系列微控制器以其高性能、低功耗和易用性而广受市场欢迎。PIC16F685-I/P特别适用于需要精确控制、低功耗和成本效益的应用场景。它采用DIP（双列直插式封装），具有20个引脚，便于在电路板上安装和布线。

　　厂商名称：Microchip

　　元件分类：8位微控制器

　　中文描述： 8位MCU微控制单元，闪存，PIC16 Family PIC16F6XX Series Microcontrollers，20 MHz，7 KB，256 Byte，20引脚，DIP

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

　　数据手册：https://www.iczoom.com/data/k01-37191650-PIC16F685-IP.html

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　　PIC16F685-I/P概述

　　PIC16F685-I/P是中等范围的PIC16系列8位功能强大（200纳秒指令执行），但易于编程（仅35条单字指令），基于CMOS闪存的单片机具有强大的PIC®（RISC）架构。该产品具有公认的中端x14架构的所有优点，并具有标准化功能，包括7kB可寻址程序存储器大小，256bytes数据存储器大小，18个通用I/O引脚，两个比较器和12通道10-位模数（A/D）转换器。该器件的最大工作频率为20MHz，工作电压范围为2至5.5V。

　　35条（14位宽）易于学习的说明

　　8级硬件堆栈

　　1个（9位）文件选择寄存器

　　硬件中断处理

　　32kHz至8MHz内部振荡器

　　256字节EEPROM数据存储器

　　欠压复位（BOR）

　　上电复位（POR）

　　内部参考电压（带隙）

　　两个8位数字计时器

　　1个16位数字计时器

　　1个增强的捕获/比较/PWM（ECCP）

　　在线串行编程?（ICSP?）

　　应用

　　工业，车用，消费电子产品，电机驱动与控制，照明，医用，安全

　　PIC16F685-I/P中文参数

　　PIC16F685-I/P引脚图

二、工作原理

PIC16F685-I/P基于精简指令集（RISC）架构，这意味着它使用一组简化的指令来完成各种操作。RISC架构的核心优势在于指令集简单、执行速度快，并且指令周期固定，这有助于降低功耗并提高系统效率。该微控制器内部集成了多种功能模块，包括CPU核心、程序存储器、数据存储器、I/O端口、定时器/计数器、模数转换器（ADC）等，这些模块协同工作以实现复杂的控制任务。

在运行时，PIC16F685-I/P首先从程序存储器中取出指令，然后在CPU中执行这些指令。指令执行过程中，CPU会访问数据存储器以读取或写入数据，同时还会通过I/O端口与外部设备进行交互。定时器/计数器用于生成精确的时间延迟或测量外部事件的时间间隔，而ADC则用于将模拟信号转换为数字信号，以便在微控制器内部进行处理。

三、特点

1. 高性能RISC CPU：PIC16F685-I/P拥有强大的RISC CPU，指令执行速度快，仅需200纳秒即可完成一条指令的执行。此外，它还支持多种寻址方式，包括直接、间接和相对寻址，这为用户编程提供了极大的灵活性。

2. 低功耗设计：该微控制器采用nanoWatt技术，确保在电池驱动应用中具有极低的功耗。其待机电流在2.0V时仅为1nA，而工作电流在32kHz、2.0V时仅为20μA，非常适合于便携式设备和电池供电系统。

3. 丰富的外设资源：PIC16F685-I/P内置了多种外设资源，包括12通道的10位ADC、2个模拟比较器、3个定时器/计数器（包括1个16位和2个8位定时器/计数器）、增强的捕捉/比较/PWM（ECCP）模块等。这些外设资源为用户提供了丰富的控制手段，能够满足各种复杂的应用需求。

4. 易于编程和调试：PIC16F685-I/P支持在线串行编程（ICSP），用户无需将微控制器从电路板上取下即可进行编程和调试。此外，Microchip还提供了功能强大的MPLAB开发环境和ICD 2编程器/调试器，为用户提供了便捷的开发和调试手段。

5. 宽电压范围和温度范围：该微控制器的工作电压范围为2.0V至5.5V，能够满足不同应用场合的需求。同时，它还支持工业级和扩展级温度范围（-40°C至+85°C），适用于各种恶劣的环境条件。

四、应用

PIC16F685-I/P由于其高性能、低功耗和丰富的外设资源，被广泛应用于各种领域。以下是一些典型的应用场景：

1. 电池驱动设备：由于其低功耗特性，PIC16F685-I/P非常适合于电池驱动的设备，如遥控器、无线传感器网络节点等。

2. 家用电器：在家用电器领域，PIC16F685-I/P可用于控制电机、加热元件等，实现智能化控制。

3. 电源转换：该微控制器可用于电源转换系统中，通过精确控制开关管的通断时间来实现电压和电流的调节。

4. 电机驱动与控制：PIC16F685-I/P内置的PWM模块可用于电机驱动与控制，实现电机的精确调速和定位控制。

5. 照明系统：在照明系统中，该微控制器可用于控制LED灯的亮度和颜色，实现智能照明效果。

6. 医用设备：由于其高可靠性和低功耗特性，PIC16F685-I/P还可用于医用设备中，如血糖仪、血压计等。

五、参数

以下是PIC16F685-I/P的主要技术参数：

• CPU速度：20MHz

• 程序存储器大小：7KB Flash

• 数据存储器大小：256 Byte RAM

• 引脚数目：20

• I/O端口：最多14个可编程I/O引脚（具体取决于封装和配置）

• 模拟-数字转换器（ADC）：

• 分辨率：10位

• 通道数：12个

• 转换时间：根据时钟频率和配置可变

• 定时器/计数器：

• 1个16位定时器/计数器（TMR0）

• 2个8位定时器/计数器（TMR1和TMR2）

• 增强型捕捉/比较/PWM（ECCP）模块（与TMR2共用）

• 模拟比较器：2个可编程模拟比较器

• 电源：

• 工作电压范围：2.0V至5.5V

• 待机电流（2.0V）：1nA

• 工作电流（典型值，32kHz, 2.0V）：20μA

• 功耗模式：睡眠、空闲、打盹等低功耗模式

• 通信接口：

• 串行通信接口（USART）：支持同步/异步通信

• I2C总线接口（可选，需软件模拟）

• SPI总线接口（可选，需软件模拟）

• 中断系统：支持多个中断源，包括定时器溢出、I/O端口变化、ADC转换完成等

• 开发环境：支持MPLAB X IDE、MPLAB Code Configurator等开发工具

• 封装：DIP-20（双列直插式封装）

• 工作温度范围：

• 工业级：-40°C至+85°C

• 扩展级（部分型号）：-40°C至+125°C

六、开发与应用注意事项

1. 引脚分配与配置：在设计电路时，需要根据应用需求合理配置PIC16F685-I/P的引脚。特别是要注意I/O引脚、ADC通道和定时器/计数器的分配，以确保满足功能需求。

2. 电源管理：为了降低功耗，应充分利用PIC16F685-I/P提供的各种低功耗模式。根据应用需求选择合适的睡眠、空闲或打盹模式，可以有效延长电池寿命。

3. 编程与调试：利用MPLAB X IDE和ICD 2编程器/调试器进行编程和调试。在编写程序时，应充分利用MPLAB Code Configurator等工具来简化配置和编程过程。

4. 电磁兼容性（EMC）：在设计电路时，应注意电磁兼容性问题，确保微控制器及其外围电路能够稳定工作，不受外部电磁干扰的影响。

5. 可靠性设计：考虑到微控制器在恶劣环境下的应用，应采取适当的可靠性设计措施，如增加去耦电容、使用合适的保护元件等，以提高系统的可靠性和稳定性。

6. 安全性考虑：在涉及人身安全的应用中（如医用设备、工业控制系统等），应特别注意微控制器的安全性能设计，确保在异常情况下能够及时切断电源或采取其他安全措施。

综上所述，PIC16F685-I/P作为一款高性能、低功耗、易于编程和调试的8位微控制器，在电池驱动设备、家用电器、电源转换、电机驱动与控制、照明系统以及医用设备等领域具有广泛的应用前景。通过合理的电路设计和软件编程，可以充分发挥其性能优势，满足各种复杂的应用需求。