Microchip Technology PIC18F24/25Q24微控制器是PIC18-Q24微控制器系列28/40/44/48引腳器件的一部分，用于傳感器接口、實時控制和通信應(yīng)用。PIC18F24Q24具有16KB內(nèi)存、1KB數(shù)據(jù)SRAM和512B EEPROM。同時，PIC18F25Q24具有32KB內(nèi)存、2KB數(shù)據(jù)SRAM和512B EEPROM。該器件具有24個I/O引腳，包括四個由V DDIO ^2^ 供電的MVIO引腳。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Microchip Technology PIC18F24，25Q24 微控制器數(shù)據(jù)手冊.pdf

Microchip PIC18F24/25Q24微控制器還具有用于處理中斷的具有固定延遲的向量中斷控制器、系統(tǒng)總線仲裁器、直接內(nèi)存訪問（DMA）功能、支持異步收發(fā)器（UART）、支持異步DMX-512、數(shù)字可尋址照明接口（DALI?）和本地互連網(wǎng)絡(luò)（LIN）協(xié)議、串行外設(shè)接口（SPI）和I^2^C。此外，該系列還包括內(nèi)存訪問分區(qū)（MAP）和設(shè)備信息區(qū)（DIA）等內(nèi)存功能，可存儲工廠校準(zhǔn)值，幫助提高溫度傳感器的精度。

特性

• 多電壓I/O (MVIO)
  • MVIO供電引腳支持在1.62V至5.5V電壓范圍內(nèi)工作
  • 該域與主VDD 電壓電平無關(guān)
  • 通過可編程跳變點在附加電壓域上進(jìn)行電壓監(jiān)控
• 編程和調(diào)試接口禁用（PDID），可以禁用ICSP接口，以防止外部存儲器訪問或修改
• 向量中斷（VI）功能－中斷響應(yīng)時間更短
  • 可選擇的高/低優(yōu)先級
  • 可編程矢量表基礎(chǔ)地址
  • 固定中斷延遲：3個指令周期
  • 向后兼容以前的中斷功能
• 內(nèi)存訪問分區(qū)（MAP），程序閃存可分為：
  • 應(yīng)用方框
  • 啟動塊
  • 帶SAFLOCK的存儲區(qū)域閃存（SAF）模塊，可防止修改
• 編程和調(diào)試
  • 編程和調(diào)試接口禁用（PDID）
  • 經(jīng)由2個引腳實現(xiàn)在線串行編程?（ICSP?）
  • 電路內(nèi)調(diào)試 (ICD)（通過2個引腳提供3個斷點）
  • 片上集成調(diào)試
• 4個帶計算功能的直接內(nèi)存訪問（DMA）控制器模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADCC）：
  • 10位ADC，計算速率高達(dá)300ksps
  • 多達(dá)30個外部通道
  • 在平均、濾波器計算、過采樣和閾值比較等輸入信號上具有自動數(shù)學(xué)功能
  • 在睡眠模式下工作
  • 5個內(nèi)部模擬通道
  • 支持硬件電容分壓器（CVD）：自動觸摸采樣，減小軟件尺寸/CPU使用
• 8位數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC)：
  • 2個I/O引腳上提供緩沖輸出
  • 與ADC和比較器的內(nèi)部連接
• 2個高速比較器:（CMP）
  • 可配置功率與速度模式
  • 可配置輸出極性
  • 通過外設(shè)引腳選擇外部輸出
• 2個零交叉檢測（ZCD），檢測引腳上的交流信號何時接地
• 3個16位雙PWM提供6個PWM輸出
• 電壓基準(zhǔn)：
  • 固定電壓基準(zhǔn)，1.024V、2.048V和4.096V輸出電平
  • 內(nèi)部連接ADC、比較器和DAC
• UART，硬件支持LIN/DMX
  • 兼容DMA
  • 異步UART、RS-232、RS-485兼容
  • 可編程1、1.5和2停止位
• 2個SPI模塊：
  • 可配置長度字節(jié)
  • 任意長度數(shù)據(jù)包
  • 無接收發(fā)射和無發(fā)射接收選項
  • 傳輸字節(jié)計數(shù)器
  • 獨立發(fā)射和接收緩沖器，具有2字節(jié)FIFO和DMA功能
• 2個I^2^C模塊，兼容SMBus和PMBus?：
  • 7位和10位尋址模式，具有地址屏蔽模式
  • 專用地址、發(fā)射/接收緩沖器和DMA功能
  • I^2^C、SMBus 2.0/3.0和1.8V輸入電平選擇
  • 多主器件模式，包括自尋址
• 設(shè)備信息區(qū)（DIA）存儲：
  • 溫度指示器出廠校準(zhǔn)數(shù)據(jù)
  • 固定電壓基準(zhǔn)測量數(shù)據(jù)
  • Microchip唯一標(biāo)識符
• 低功率模式
  • 睡眠： < 1μA（3V時典型值）和最低功耗
  • 打盹模式：CPU和外設(shè)以不同的周期速率運行（通常CPU更低）
  • 空閑：外設(shè)運行時CPU停止
• 外設(shè)模塊禁用（PMD），可選擇性地禁用硬件模塊，最大限度地降低未使用外設(shè)的有源功耗
• 器件I/O端口特性：
  • 24個I/O引腳，包括4個MVIO引腳，由VDDIO ^2^ （PIC18F24/25/26Q24）供電
  • 35個I/O引腳，包括12個MVIO引腳，由VDDIO ^2^ （PIC18F45/46Q24）供電
  • 43個I/O引腳，包括12個MVIO引腳，由VDDIO ^2^ （PIC18F55/56Q24）供電
  • MVIO引腳支持1.62V至5.5V電壓范圍
  • 獨立可編程I/O方向、開漏、壓擺率和弱上拉控制
  • 使用LV-TTL輸入緩沖器在所有I/O引腳上設(shè)有低壓接口
  • 大多數(shù)引腳上的變化中斷
  • 3個可編程外部中斷引腳

框圖

PIC18F24/25Q24微控制器技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品概述與核心特性

Microchip Technology的PIC18F24/25Q24系列是28引腳低功耗高性能微控制器，采用先進(jìn)的XLP技術(shù)，專為傳感器接口、實時控制和通信應(yīng)用而設(shè)計。該系列產(chǎn)品具有以下顯著特性：

1. ?多電壓I/O(MVIO)接口?：允許部分I/O引腳工作在不同于微控制器主電壓域的電壓水平
2. ?增強型代碼保護(hù)功能?：
   • 可禁用編程和調(diào)試接口(PDID)
   • 存儲區(qū)閃存(SAF)一次性編程能力
3. ?豐富的模擬外設(shè)?：
   • 10位帶計算功能的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADCC)，最高300ksps采樣率
   • 8位信號路由端口模塊
   • 高/低電壓檢測(HLVD)
   • 高速模擬比較器(CMP)

二、內(nèi)存架構(gòu)與分區(qū)管理

PIC18F24/25Q24采用改良的哈佛架構(gòu)，提供靈活的內(nèi)存管理方案：

程序閃存分區(qū)

• ?應(yīng)用區(qū)塊?：存儲用戶固件，默認(rèn)分配全部程序閃存空間
• ?引導(dǎo)區(qū)塊?：可選區(qū)域，適合存儲引導(dǎo)加載程序，大小通過BBSIZE配置位可調(diào)
• ? 存儲區(qū)閃存(SAF) ?：數(shù)據(jù)存儲專用區(qū)，不可執(zhí)行代碼，位于內(nèi)存末端

內(nèi)存保護(hù)機(jī)制

• ?寫保護(hù)?：通過WRTAPP、WRTSAF等配置位實現(xiàn)不同區(qū)域的寫保護(hù)
• ?代碼保護(hù)?：CP配置位控制整個程序存儲器的讀取保護(hù)
• ?安全鎖定?：SAFLOCK配置位使SAF區(qū)域變?yōu)橐淮涡钥删幊?/li>

三、關(guān)鍵外設(shè)功能解析

1. 多電壓I/O系統(tǒng)(MVIO)

MVIO接口允許部分I/O引腳(4個在28引腳版本)由獨立的VDDIO2供電(1.62V至5.5V)，包含：

• 專用低電壓檢測電路
• 中斷功能
• 與主電壓域完全隔離的操作

2. 增強型模擬外設(shè)

?10位ADCC轉(zhuǎn)換器?：

• 支持30個外部通道和9個內(nèi)部通道
• 硬件電容分壓器(CVD)支持，簡化觸摸傳感設(shè)計
• 自動數(shù)學(xué)功能(平均、濾波、閾值比較)

? 互補波形發(fā)生器(CWG) ?：

• 上升/下降沿死區(qū)控制
• 全橋、半橋和單通道驅(qū)動模式
• 多種信號源選擇

3. 通信接口

• ?雙I2C模塊?：支持標(biāo)準(zhǔn)/快速/快速+模式(最高1MHz)
• ?雙SPI模塊?：可配置數(shù)據(jù)包長度，帶DMA支持
• ?雙UART模塊?：
  • 支持LIN、DALI、DMX-512協(xié)議
  • 異步UART、RS-232/485兼容

四、開發(fā)實踐指南

1. 最小系統(tǒng)連接要求

• 所有VDD和VSS引腳必須連接，推薦每個電源對使用0.1μF去耦電容
• MCLR引腳配置：典型連接為10kΩ上拉電阻串聯(lián)100-470Ω保護(hù)電阻
• 振蕩器電路應(yīng)靠近MCU引腳放置，周圍使用接地銅箔隔離

2. 編程與調(diào)試接口

• ICSP接口使用兩個專用引腳(ICSPCLK和ICSPDAT)
• 開發(fā)完成后可通過ICSPDIS配置位永久禁用編程接口
• 代碼保護(hù)狀態(tài)下仍可通過內(nèi)部NVM接口訪問內(nèi)存

3. 低功耗設(shè)計技巧

• 多種省電模式：Doze、Idle、Sleep
• 外設(shè)模塊禁用(PMD)功能：可單獨關(guān)閉未使用外設(shè)以降低功耗
• 典型Sleep電流：<1μA @3V
• 工作電流：48μA @32kHz,3V

五、應(yīng)用設(shè)計注意事項

1. ?未使用I/O處理?：應(yīng)配置為輸出并驅(qū)動至低電平，或通過1kΩ-10kΩ電阻下拉
2. ?中斷設(shè)計?：
   • 向量中斷控制器(VIC)提供固定延遲(3指令周期)
   • 支持127級硬件堆棧
   • 可編程優(yōu)先級(高/低兩級)
3. ?時序關(guān)鍵應(yīng)用?：
   • 內(nèi)部振蕩器精度±1%(校準(zhǔn)后)
   • 帶主動時鐘調(diào)諧功能
   • 64MHz最大工作頻率(62.5ns指令周期)

六、安全特性與產(chǎn)品保護(hù)

1. ?增強代碼保護(hù)?：
   • 可選擇禁用ICSP接口(PDID)
   • 存儲區(qū)閃存(SAF)鎖定功能
   • 防止未經(jīng)授權(quán)的固件讀取
2. ?唯一標(biāo)識?：
   • 出廠預(yù)編程的Microchip唯一標(biāo)識符(MUI)
   • 可選客戶定制外部標(biāo)識符(EUI)
3. ?安全存儲?：
   • 設(shè)備信息區(qū)(DIA)存儲工廠校準(zhǔn)數(shù)據(jù)
   • 配置信息區(qū)(DCI)包含器件特性參數(shù)