Microchip Technology PIC16F131xx微控制器采用由32個邏輯元件組成的可配置邏輯塊 (CLB) 外設，可實現定制硬件邏輯集成。每個邏輯元件均通過基于查找表 (LUT) 的設計提供廣泛定制，從而增強響應時間并降低功耗。Microchip Technology PIC16F131xx采用8、14和20引腳封裝，具有高達14KB的程序閃存和高達1KB的RAM。此外，該器件還包括一個具有高達100kbps計算能力的10位模數轉換器 (ADCC)、一個8位數模轉換器、兩個快速比較器（50ns響應時間）以及其他兼容SMBus的定時控制和串行通信的外設。PIC16F131xx系列具有緊湊尺寸和獨立于內核的外設，適合用于實時控制、數字傳感器節點以及各種工業和汽車應用。

數據手冊：*附件：Microchip Technology PIC16F131xx 微控制器數據手冊.pdf

特性

• 32 MHz PIC16 CPU內核
• 高達14KB閃存程序，具有用于代碼保護的獨立控制
• 用于存儲數據的可配置啟動存儲器和SAF區域
• 設備信息區 (DIA) 和器件配置信息 (DCI)
• 高達1KB用戶SRAM
• 1個CLB模塊，具有32個基本邏輯單元 (BLE) 和一個內置計數器
• 32位循環冗余校驗 (CRC)，具有可獨立于內核運行的內置內存掃描器
• 具有計算功能 (300ksps) 和通道分組功能的10位單端模數轉換器 (ADC)，可實現與ADC的多個同步輸入連接
• 1個8位可編程數模轉換器 (DAC)，帶2個緩沖輸出
• 2個高速比較器
• 固定電壓基準 (FVR)：
• 溫度傳感器，具有出廠校準功能
• 帶時鐘開關的高精度內部振蕩器（±2%精度）
• 外部晶體振蕩器和外部時鐘功能
• 1個MSSP模塊，可配置為SPI或 ^I2C^ （最高僅限400KHz）
• 帶自動波特率檢測的1個EUSART
• 3個定時器（將8位和16位定時器與硬件限制功能相結合）

系列摘要

PIC16F13145微控制器技術解析與應用指南

一、產品概述

Microchip Technology公司的PIC16F13145系列是高性能8/14/20引腳微控制器，專為嵌入式控制應用設計。該系列產品引入了創新的可配置邏輯塊(CLB)外設，允許用戶在應用中實現基于硬件的自定義邏輯。CLB由32個獨立邏輯元件組成，每個元件基于查找表(LUT)的設計提供了廣泛的定制選項，且CPU獨立操作提高了響應速度并降低了功耗。

?關鍵特性?：

• 8/14/20引腳多種封裝選擇
• 高達14KB程序閃存和1KB RAM
• 工作電壓范圍：1.8V至5.5V
• 工業級(-40°C至85°C)和擴展級(-40°C至125°C)溫度范圍
• 低功耗特性：Sleep模式下<900nA @3V

二、核心架構與存儲器組織

2.1 增強型中檔CPU核心

PIC16F13145采用增強型中檔8位CPU核心，具有50條指令和自動中斷上下文保存功能。硬件堆棧深度為16級，具有溢出和下溢復位能力。支持直接、間接和相對尋址模式，兩個文件選擇寄存器(FSR)提供了訪問所有文件寄存器和程序存儲器的能力。

?核心特點?：

• 優化的RISC架構
• DC-32MHz時鐘輸入
• 125ns最小指令時間
• 16級深度硬件堆棧
• 多種復位機制(POR、BOR、LPBOR)

2.2 存儲器結構

該系列提供分層的存儲器架構：

?程序存儲器?：

• 最大14KB閃存程序存儲器
• 分區為應用塊、引導塊和存儲區閃存(SAF)塊
• 可編程代碼保護和寫保護功能
• 設備信息區(DIA)存儲校準數據

?數據存儲器?：

• 最多64個存儲區，每區128字節
• 12個核心寄存器
• 最多20個特殊功能寄存器(SFR)
• 最多80字節通用RAM(GPR)
• 16字節公共RAM

三、關鍵外設功能

3.1 可配置邏輯塊(CLB)

CLB是PIC16F13145系列的標志性外設，包含：

• 32個基本邏輯元件(BLE)
• 每個BLE包含一個4輸入LUT和一個觸發器
• 可通過MPLAB代碼配置器進行原理圖編程
• 專用的3位硬件計數器

?應用場景?：

• 實時控制
• 數字傳感器節點
• 工業和汽車應用

3.2 模擬外設

?10位ADC?：

• 采樣率高達100ksps
• 最多17個外部輸入通道
• 5個內部輸入通道
• 睡眠模式下工作能力

?比較器和DAC?：

• 2個快速比較器(50ns響應時間)
• 8位數模轉換器(DAC)
• 2個固定電壓參考(FVR)

3.3 數字外設

?定時器?：

• 1個可配置8/16位定時器(TMR0)
• 1個16位定時器(TMR1)帶門控
• 1個8位定時器(TMR2)帶硬件限制定時器(HLT)

?通信接口?：

• 增強型USART(支持RS-232/485/LIN)
• MSSP模塊(SPI/I2C模式)
• SMBus兼容I/O

四、低功耗特性

PIC16F13145系列提供多種省電模式：

?1. Doze模式?：

• CPU和外圍設備以不同周期率運行(通常CPU較低)
• 通過DOZE位配置CPU與外設的時鐘比率(1:2至1:256)

?2. Sleep模式?：

• 最低功耗狀態(<900nA @3V)
• 通過中斷或復位喚醒
• 部分外設(如ADC)可在Sleep模式下工作

?3. Idle模式?：

• CPU停止而外設繼續運行
• 比Sleep模式喚醒更快

?典型電流消耗?：

• 32kHz時48μA @3V
• 4MHz時<1mA @5V

五、開發與編程

5.1 開發工具支持

• MPLAB X IDE集成開發環境
• MPLAB代碼配置器(MCC)圖形化配置工具
• PICkit? 4和MPLAB? ICD 4調試器/編程器

5.2 編程接口

?ICSP?編程?：

• 通過兩個引腳實現在線串行編程
• 支持調試功能，帶三個斷點

?存儲器編程?：

• 行擦除(32字為最小擦除單位)
• 寫操作通過特殊解鎖序列保護
• 支持運行時自編程

六、應用指南

6.1 最小系統設計

?基本連接要求?：

• 所有VDD和VSS引腳必須連接
• MCLR引腳連接(當啟用時)
• 每個電源對添加0.1μF去耦電容

?振蕩器配置?：

• 多種時鐘源選擇(外部晶體/諧振器/內部振蕩器)
• 可選的4xPLL頻率倍增器
• 故障安全時鐘監視器(FSCM)功能

6.2 典型應用電路

?8引腳配置示例?：

1. VDD(1) - 電源(1.8-5.5V)
2. RA5(2) - CLKIN/OSC1或GPIO
3. RA4(3) - GPIO
4. MCLR(4) - 復位輸入(10kΩ上拉)
5. RA2(5) - GPIO
6. RA1(6) - ICSPDAT
7. RA0(7) - ICSPCLK
8. VSS(8) - 地

七、安全特性

1. ?代碼保護?：防止外部讀取程序存儲器
2. ?寫保護?：防止意外修改關鍵存儲區域
3. ?看門狗定時器?：窗口式看門狗(WWDT)提供更可靠的系統監控
4. ?存儲器分區?：應用、引導和SAF區域獨立保護

八、選型指南

PIC16F13145系列提供多種型號選擇：