1、PIC16C62×;系列單片機(jī)的特點(diǎn)
PIC16C62×系列為RISC精簡指令、哈佛結(jié)構(gòu)總線、18個(gè)引腳的單片機(jī)。具有低功耗、高性能、全靜態(tài)、35條指令極易編程的特點(diǎn)。OTP 片種的性價(jià)比極高。除了具備一般單片機(jī)的特點(diǎn)外,PIC16C62×系列內(nèi)部集成了兩個(gè)模擬比較器和一個(gè)4bit的可編程基準(zhǔn)電壓源（REF）。如果利用該單片機(jī)的這些特點(diǎn),只需幾個(gè)外圍元件就具備A/D與D/A轉(zhuǎn)換功能,且分辨率達(dá)到8bit～10bit。價(jià)格上的優(yōu)勢使其在工控行業(yè)、儀器儀表、家電產(chǎn)品的應(yīng)用前景極為樂觀。
本文以8bit分辨率論證A/D、D/A轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)方法,更高分辨率的方案完全相似,只是在編程上作小部分調(diào)整。
2、D/A轉(zhuǎn)換器
PIC16C62×系列單片機(jī)內(nèi)部部分功能模塊及A/D、D/A的電路如圖1所示。
圖1 PIC16C62×部分功能模塊及轉(zhuǎn)換電路
2.1 利用內(nèi)部基準(zhǔn)源
PIC16C62×系列單片機(jī)內(nèi)部基準(zhǔn)源由一16個(gè)抽頭的電阻梯形網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成,相當(dāng)于一個(gè)4bit 分辨率的D/A轉(zhuǎn)換器,該基準(zhǔn)源由VRCON特殊功能寄存器控制。VRCON寄存器定義如下：
VREN：REF基準(zhǔn)電壓源使能位,當(dāng)VREN=1時(shí),內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源使能。
VROE：REF輸出選擇位,VROE=1時(shí),REF輸出至RA2引腳。 VRR：REF段選擇,REF值可編程設(shè)定為高低兩個(gè)段輸出。 VR3~VR0：4bit REF電壓值。改變該4位的值即改變了REF的電壓值。為了后文說明的需要,將該4位二進(jìn)制碼作如下定義： VR= VR3VR2VR1VR0 VR-1=VR3VR2 VR1VR0－1 根據(jù)PIC16C62×的特性： （1）當(dāng)VRR=1時(shí),低段基準(zhǔn)電壓輸出REFL= DD*VRL/24,分辨單元VF1=DD/24。 REFL電壓值范圍為：VRL*DD/24,VRL= 0~15,表示相應(yīng)的低段二進(jìn)制碼值。 （2）當(dāng)VRR=0時(shí),高段基準(zhǔn)電壓輸出REFH=DD/4+DD*VRH/32,分辨單元VF2=DD/32。VRH=0~15,VRH表示相應(yīng)的高段二進(jìn)制碼值。 REFH電壓值變化范圍為：DD/4~23*DD/32。 上述DD為PIC16C62×的供電電壓,只要在該供電端加一個(gè)簡單的電源去耦電路,就能很好的保證基準(zhǔn)電壓REF的抗噪聲要求。 由上述可見,PIC16C62×系列單片機(jī)的內(nèi)部基準(zhǔn)源實(shí)際是一個(gè)可設(shè)定為兩個(gè)段值的4bit D/A轉(zhuǎn)換器,每個(gè)段二進(jìn)制碼值均為0~15,兩個(gè)段的分辨單元不一樣。為了設(shè)計(jì)一個(gè)8bit及以上的D/A轉(zhuǎn)換器,需將REF的范圍進(jìn)行擴(kuò)展。使用REFH值,即REFH =DD/4~23*DD/32,擴(kuò)展為REFH= (DD/4－DD /32) ~23*DD/32, 向電壓低端擴(kuò)展一個(gè)分辨單元值DD /32,相當(dāng)于二進(jìn)制碼值VRH=0~15擴(kuò)展為－1 ~15。這是實(shí)現(xiàn)8bit及以上D/A轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。VRH= －1是一個(gè)特殊條件,超出了REF取值范圍對應(yīng)的二進(jìn)制碼值VRH的界限,須由低段基準(zhǔn)電壓REFL與外圍可編程固定衰減比的電阻網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。PIC16C62×的內(nèi)部有一個(gè)場效應(yīng)OC門（漏極開路門）,將其接成圖1所示的應(yīng)用電路。 當(dāng)OC門GK導(dǎo)通時(shí),衰減系數(shù)=1/（0+1） 0=2kΩ（內(nèi)部固定電阻）。 當(dāng)OC門GK截止時(shí),衰減系數(shù)=1 (RA4引腳為高阻)。 場效應(yīng)OC門通過編程對RA4引腳進(jìn)行I/O操作實(shí)現(xiàn)其導(dǎo)通與截止。 由上所述,高段VRH=－1對應(yīng)的REFH基準(zhǔn)值可由低段二進(jìn)制碼值VRL對應(yīng)的REFL值乘上系數(shù)得到。 VRH=－1時(shí),REFH=DD/4－DD/32=7DD /32,建立如下方程式 7DD /32 =（DD/24）* VRL* （1） VRL=1~15 (取整數(shù)) （2） K <1 （3） 可得VRL=6~15的多組解,取其中任一組解均可,例如：VRL=7,=0.75。 系數(shù)由外接電阻1的取值決定。編程時(shí),首先確定VRL值,然后根據(jù)式（1）計(jì)算出系數(shù),再根據(jù)=1/（0+1）、0=2kΩ 計(jì)算出1的阻值。1也可用一只電位器調(diào)整的方式代替。 2.2 編程4bit PWM實(shí)現(xiàn)8bit的D/A轉(zhuǎn)換 設(shè)8bit 待D/A轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制數(shù)存放于PIC16C62×;的數(shù)據(jù)存儲器的某一單元,定義為如下格式：
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66821730(技術(shù)支持)
