可配置模擬單片機PIC16C781/782的特點及應用

3．5比較器模塊

比較器模塊包含兩個獨立的比較器C1和C2，其特點是比較器輸出可外引，輸出極性可編程，有輸出電平變化中斷標志，休眠喚醒，可編程為PSMC的反饋輸入，4端輸入可選，參考電壓可選，速度可選，C2比較器還有其輸出與定時器T1時間輸入同步功能等。C1和C2分別由特殊功能控制寄存器CM1CON0和 CM2CON0來控制，C2還有1個第二控制寄存器CM2CON1,該專用寄存器用于與T1的同步控制和對2個比較器的同時讀數控制。

3．6可編程開關方式控制器模塊(PSMC)

可編程開關方式控制器模塊PSMC用于構成脈沖反饋系統(tǒng)，它可以根據模擬反饋量的大小產生相應的脈沖輸出。反饋量來自比較器，它也是可編程的，允許單通道或雙通道反饋，比較器的參考電壓可編程，輸出極性也可編程。更為重要的是PSMC的輸出脈沖方式也可編程，即可以編程為脈沖寬度調制(PWM)和脈沖串調制(PSM)2種工作方式。對PSM方式，脈沖串具有固定占空比且受控于反饋量，而對PWM方式，輸出脈沖的寬度受控于反饋量。另外，PSMC模塊的輸出脈沖還可以編程為3種方式：單路輸出；單路輸出加1個斜坡補償輸出；雙路交互輸出。所有脈沖的觸發(fā)和占空周期的定時均由CPU內部時鐘來控制。

在PWM方式中，PSMC實際上是1個定時器控制的復位／置位雙穩(wěn)態(tài)脈沖發(fā)生器，脈沖由內部的記數串觸發(fā)，當脈沖持續(xù)可編程的最小占空周期后，由比較器輸出端電平的高低跳變或由最大的可編程占空周期來終止，從而在輸出端得到1個占空周期可調制的脈沖，此脈沖占空周期受控于反饋量，且頻率可調，最大占空周期可調，最小占空周期可調至0％。

在PSM方式中，PSMC工作于1個占空周期固定的脈沖發(fā)生器，輸出脈沖由模擬反饋量來觸發(fā)。在發(fā)1個脈沖之前，先對模擬反饋進行采樣，若比較器輸出為高，發(fā)出1個脈沖并保持有效，直至編程的占空周期完成，若比較器的輸出為低，則不輸出脈沖，PSMC等待下1個脈沖。在這種方式中，脈沖串受控于模擬反饋量，且輸出脈沖的頻率和占空周期均可編程。PSMC模塊由2個特殊功能寄存器來控制，即PSMC控制寄存器PSMCCON0和PSMCCON1。

4應用舉例

圖2所示是PIC16C78X在控制開關電源方面的應用實例。此例中，PSMC配置為PWM方式，屬于電流方式的開關電源控制器，圖中有2個反饋環(huán)路，1 個內部電流環(huán)和1個外部電壓環(huán)。內部電流環(huán)又分成2個通道，Q1/L1和Q2/L2。由PMSC控制的PWM輸出脈沖，交替地驅動Q1和Q2的導通，在2 個輸出脈沖各自的有效期間，電流流過輸出電感并對電容器Cm充電，此電流與誤差電壓成比例，當電壓充到大于誤差電壓時，比較器使PSMC復位， MOSFET關斷，電感器通過二極管向電容器放電。外部電壓環(huán)通過R1/R2檢測Cm上的電壓，運算放大器的參考電壓來自數模轉換器模塊DAC，它與反饋電壓相減得到誤差電壓，這個電壓經運算放大器濾波后送給內部電流環(huán)的比較器C1。

圖2 開關電源控制器原理框圖

5結束語

在MICROCHIP已有的產品中，有幾款單片機也有模擬單元，如PIC16C62X系列就有比較器和參考電壓模塊，PIC16C7XX系列有8位ADC 模塊和PWM模塊等，但新近推出的這1款模擬單片機PIC16C78X并不是它們的疊加，而是在它們的基礎上創(chuàng)新。如DAC模塊，原有單片機要實現數模轉換只能對PWM的輸出再加濾波等元件，而此款模擬單片機的DAC就可以直接輸出模擬電壓；以前的單片機只有比較器，而無運算放大器，此款模擬單片機既有雙路比較器，又有一個運算放大器；特別是PMSC模塊，它既可編程為PWM工作方式，也可編程為PSM工作方式，這2種方式在控制中最為常用?？傊?PIC16C78X系列單片機稱為可配置模擬單片機是當之無愧的?？梢灶A見，它將在發(fā)動機速度控制，功率逆變器，信號發(fā)生器，音頻設備，通用傳感器接口和充電器等領域得到廣泛的應用。