Microchip发布PIC16F13145系列MCU，促进可定制逻辑的新发展

为了满足嵌入式应用日益增长的定制化需求，Microchip Technology推出了PIC16F13145系列单片机（MCU），提供量身定制的硬件解决方案。该系列MCU配备了全新的独立于内核的外设（CIP），即可配置逻辑块模块，可直接在MCU内创建基于硬件的定制组合逻辑功能。由于集成到MCU，CLB使设计人员能够优化嵌入式控制系统的速度和响应时间，无需外部逻辑元件，从而降低了物料清单（BOM）成本和功耗。图形接口工具可帮助使用CLB综合定制逻辑设计，进一步简化了流程。PIC16F13145系列专为利用定制协议、任务排序或 I/O 控制来管理工业和汽车领域实时控制系统的应用而设计。

PIC16F13145

Microchip负责8位单片机业务部的副总裁Greg Robinson表示：“可配置逻辑单元 （CLC）模块集成到Microchip MCU中已有十多年历史，新发布的CLB模块是我们可定制逻辑产品发展的新阶段，使该系列MCU能够用于通常属于独立可编程逻辑器件领域的应用。当今市场上很少有单芯片解决方案能像PIC16F131系列MCU那样解决嵌入式工程师的设计难题。新型MCU可处理定制逻辑功能，最大限度地降低功耗，简化设计，并能适应不断变化的设计要求。”

CLB工具

由于CLB的运行不依赖于CPU的时钟速度，因此能改善系统的延迟，并提供低功耗解决方案。CLB可用于在CPU休眠模式下做出逻辑决策，从而进一步降低功耗和软件依赖性。PIC16F13145 MCU还包括一个具有内置计算功能的快速10位模数转换器（ADC）、一个8位数模转换器 （DAC）、快速比较器、8位和16位定时器以及串行通信模块（I2C和SPI），从而可以在没有CPU的情况下执行许多系统级任务。该系列将提供从8引脚到20引脚的各种封装。

CLB Block Diagram

开发工具

PIC16F13145系列MCU得到MPLAB代码配置器（MCC）支持 ，这是MPLAB X IDE中一个免费软件插件，提供了一个基于GUI的简便接口，用于配置器件和板载外设（包括CLB）。该接口可为高级用户提供使用硬件描述语言（HDL）的选项，通过原理图设计所需的定制逻辑，从而缩短开发时间。新的合成器有两种选择：集成到MCC，以及在线方式logic.microchip.com。PIC16F131 Curiosity Nano评估工具包为使用PIC16F131系列进行设计提供全面支持，可协调实现无缝嵌入式开发体验，缩短产品上市时间。

供货与定价

PIC16F131 MCU每件售价0.47美元，10,000件起售。

(8533695)

PIC系列单片机配置字详细介绍(长期实践总结的压箱底资料)

（注：本文档主要根据PIC16F193X数据手册编写，对于其他型号的单片机，其配置字可能略有不同，此外本文部分参考了PIC18F78K22数据手册，因而部分注释了两个系列单片机的区别）

1、FCMEN:故障保护时钟监视器使能位

FCMEN_ON:使能 FCMEN_OFF: 禁止(红色表示本人使用PIC单片机所选择的配置,下同)

详细说明：在使器件能在外部振荡器发生故障时继续运行。 FSCM 可以检测当振荡器起振定时器（OST）延时结束后的任何时刻发生的振荡器故障。

如图所示，故障检测器模块内部有一个锁存器。在外部时钟的每个下降沿上将锁存器置1。 在采样时钟的每个上升沿将锁存器清零。 如果采样时钟的一个完整半周期在外部时钟变为低电平之前结束，则将检测到故障。

FC时钟监控框图

FC时钟监控时序

结论：若外部时钟在采样时钟为高电平时间内（约1ms）没有下降沿，则当采样时钟为低电平时认为时钟故障。

注：外部时钟没有经过PLL倍频

2、IESO：内部/外部时钟切换位

IESO_ON:使能切换 IESO_OFF:禁止切换

详细说明：使能后，当外部晶振出错后，单片机会自动切换到内部RC震荡电路作为其工作时钟。

16F1936资料：当MCU上电复位或从休眠模式唤醒时，由于外部震荡电路可能还没稳定，此时可允许先使用内部时钟，然后再切换到外部时钟。

3、CLKOUTEN：时钟输出使能位

CLKOUTEN_ON: 使能 CLKOUTEN_OFF: 禁止

详细说明：使能RA6/CLKOUT 引脚上的CLKOUT 功能，若MPU连接外部石英晶振或陶瓷谐振器，不能使用该功能

4、BOREN<1:0>：欠压复位使能位

BOREN_ON:使能BOR

BOREN_NSLEEP: BOR 在工作时使能，在休眠时禁止

BOREN_SBODEN: BOR 由PCON 寄存器的SBOREN 位控制

BOREN_OFF: 禁止

详细说明：当Vdd 到达可选的最低电平时， BOR 电路将器件保持在复位状态。 在BOR 和POR 之间的整个电压范围内，可实现执行保护功能。可配合PWRT（复位延迟）使用。

BOR原理

5、CPD：数据代码保护位

CPD_ON:使能 CPD_OFF:禁止

详细说明：使能/禁止数据存储器代码保护，擦除操作期间关闭代码保护时，将擦除整个数据EEPROM 的内容。在数据存储器受代码保护时，只有CPU 可对数据EEPROM进行读写操作。

6、CP：代码保护位

CP_ON:使能 CP_OFF：禁止

详细说明：使能/禁止程序存储器代码保护，当关闭代码保护时，将擦除整个程序存储器的内容。使能后，禁止对程序存取器的外部读写操作，若进行读操作，返回0。

7、MCLRE：MCLR/VPP 引脚功能选择位

MCLRE_ON:使能 MCLRE_OFF:禁止

详细说明：仅当LVP=0时有效，外部复位

MCLRE引脚

8、PWRTE：上电延 时定时器使能位

（如果电源上电慢，防止无法启动，MCU必须具有该功能，且必须使能）

PWRET_ON:使能 PWRET_OFF：禁止

详细说明：上电、欠压复位后提供64ms的延迟。

（注：16F1936,16F1946中仅说有64ms的延迟，18F87K22资料中有如下说明：采用LF-INTOSC时钟（31.25KHz，周期为32us）计数，计数寄存器为11bits,因而延迟时间为2048*32us=65.5ms）

复位原理图

9、WDTE<1:0>：看门狗定时器使能位

WDTE_ON：使能

WDTE_NSLEEP：在运行时使能，休眠时禁止

WDTE_SWDTEN：由WDTCON 寄存器中的SWDTEN 位控制

WDTE_OFF:禁止

详细说明：看门狗定时器是系统定时器，如果固件在超时周期内未发出CLRWDT 指令，看门狗定时器将产生复位。

看门狗原理图

通过配置WDTPS，可是设置复位时间2ms-256s（18F为4ms-4196s）。

（注：任何复位，进入休眠模式，从休眠模式唤醒，振荡器故障都会使WDT清0，且复位后默认超时周期为2秒）

10、FOSC<2:0>：振荡器选择位

111 = ECH：外部时钟，高功耗模式：RA7/OSC1/CLKIN 引脚为CLKIN 功能

110 = ECM：外部时钟，中等功耗模式：RA7/OSC1/CLKIN 引脚为CLKIN 功能

101 = ECL：外部时钟，低功耗模式：RA7/OSC1/CLKIN 引脚为CLKIN 功能

100 = INTOSC振荡器：RA7/OSC1/CLKIN 引脚为I/O 功能

011 = EXTRC 振荡器：RA7/OSC1/CLKIN 引脚为RC 功能

010 = HS振荡器：高速晶振/ 谐振器连接到RA6/OSC2/CLKOUT 和RA7/OSC1/CLKIN 引脚

001 = XT振荡器：晶振/ 谐振器连接到RA6/OSC2/CLKOUT 和RA7/OSC1/CLKIN 引脚

000 = LP振荡器：低功耗晶振连接到RA6/OSC2/CLKOUT 和RA7/OSC1/CLKIN 引脚

详细说明：EC模式将外部产生的逻辑电平作为系统时钟源，其中ECH对应4-32 MHz，ECM对应0.5-4 MHz，ECL对应0-0.5 MHz。INTOSC模式采用内部时钟源作为其工作时钟，通过PLL倍频、分频，可产生31KHz-16MHz时钟。LP、XT 和HS 模式支持在OSC1 和OSC2 引脚之间连

接石英晶振或陶瓷谐振器的应用，EXTRC模式支持使用外部RC 电路。

时钟源整体框图

EC模式

石英晶振（LP、XT 或HS模式）

陶瓷谐振器（XT或HS模式）

RC模式

“pic系列单片机有rc、lp、xt、hs等振荡模式。除rc模式外，振荡模式的选择实际上就是环路增益的选择。低增益对应低振荡频率，高增益对应高振荡频率。一般根据实际需要的工作频率可参考数据手册来选择。

11、LVP：低压编程使能位

LVP_ON = 使能低压编程

LVP_OFF = 必须使用MCLR/VPP 引脚上的高压进行编程

详细说明：允许器件在没有高压的情况下仅使用VDD 进行编程。如果使能了低压编程（LVP = 1），将自动使能MCLR复位功能，且无法禁止。

12、DEBUG：在线调试器模式位

DEBUG_OFF = 禁止在线调试器， RB6/ICSPCLK 和RB7/ICSPDAT 是通用I/O 引脚

DEBUG_ON = 使能在线调试器， RB6/ICSPCLK 和RB7/ICSPDAT 专用于调试器

13、BORV：欠压复位电压选择位

BORV_19 = 欠压复位电压设置为1.9V

BORV_= 欠压复位电压设置为2.5V (注：1936,1946资料为2.5V，代码注释为2.7V)

（注：18F87K22为BORV<1:0>，1.8V，2.0V，2.7V，3.0V）

14、STVREN：堆栈上溢/ 下溢复位使能位

STVREN_ON = 堆栈上溢或下溢将导致复位

0STVREN_OFF = 堆栈上溢或下溢不会导致复位

详细说明：MPC在执行调用函数、中断函数等操作时，进行对当前PC值进行堆栈操作，若不使能该功能，堆栈将作为循环缓冲区使用，溢出的PC值将覆盖最早进入堆栈的PC值。

15、PLLEN：PLL 使能位

PLLEN_ON = 使能4xPLL

PLLEN_OFF = 禁止4xPLL

注：配置字禁止该功能时，可在程序中通过设置SPLLEN，选择是否使能4xPLL功能。 (软件启动时，需一段时间后锁相环倍频才能稳定，可查询PLLR，测试PIC16F1946，采用外部4M晶振，震荡器选择HS模式，软件SPLLEN置1，约600指令周期后PLLR为1)

16、 VCAPEN<1:0>：稳压器电容使能位

00 = 在RA0 引脚上使能VCAP 功能

01 = 在RA5 引脚上使能VCAP 功能

10 = 在RA6 引脚上使能VCAP 功能

11 = VCAP 引脚上无电容

详细说明：Vcap是提供给内部稳压器使用的，如果你5V的系统，必须在三个Vcap脚上选择一个接上Cap,而且要在配置位中指定该引脚。如果系统只需要3.3V，无需选择Vcap.

17、WRT<1:0>：闪存自写保护位

4 kW 闪存（仅PIC16F1933/PIC16LF1933 和PIC16F1934/PIC16LF1934）：

11 = 写保护关闭

10 = 000h 至1FFh 受写保护， 200h 至FFFh 可以由EECON 控制寄存器修改

01 = 000h 至7FFh 受写保护， 800h 至FFFh 可以由EECON 控制寄存器修改

00 = 000h 至FFFh 受写保护，无可由EECON 控制寄存器修改的地址址

8 kW 闪存（仅PIC16F1936/PIC16LF1936 和PIC16F1937/PIC16LF1937）：

11 = 写保护关闭

10 = 000h 至1FFh 受写保护， 200h 至1FFFh 可以由EECON 控制寄存器修改

01 = 000h 至FFFh 受写保护， 1000h 至1FFFh 可以由EECON 控制寄存器修改

00 = 000h 至1FFFh 受写保护，无可由EECON 控制寄存器修改的地址

16 kW 闪存（仅PIC16F1938/PIC16LF1938 和PIC16F1939/PIC16LF1939）：

11 = 写保护关闭

10 = 000h 至1FFh 受写保护， 200h 至3FFFh 可以由EECON 控制寄存器修改

01 = 000h 至1FFFh 受写保护， 2000h 至3FFFh 可以由EECON 控制寄存器修改

00 = 000h 至3FFFh 受写保护，无可由EECON 控制寄存器修改的地址

详细说明：写保护用于保护器件不受意外的自写访问。在允许修改程序存储器其他区域的同时可以保护应用程序，例如引导加载程序软件。

推荐配置：__CONFIG(FOSC_HS & WDTE_ON(1) & PWRTE_ON & MCLRE_ON&CP_ON & CPD_OFF & BOREN_ON &CLKOUTEN_OFF & IESO_OFF & FCMEN_ON);

__CONFIG(WRT_OFF & VCAPEN_OFF(2)& PLLEN_ON(3)& STVREN_ON & BORV_19 (4)& DEBUG_OFF & LVP_OFF);

注：

1、关于看门狗配置字WDTE，若某些单片机超时时间较短，而程序初始化时间较长，可选择软件启动，WDTE_SWDTEN，注意对相关寄存器定时设置，或者在初始化程序中 多次清狗

2、如果MCU采用+3.3V供电，则可以不使能VCAP，如果采用+5.0V供电必须使用VCAP。

3、若采用4M外部晶振，采用FOSC_HS 或FOSC_XT可能还需测试确认。

4、复位电压根据MCU工作电压、电源电压范围以及RAM保持电压确认。+3.3V工作推荐为1.9V，+5.0V工作推荐为+5.0V。

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