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、實時控制和通信應用。PIC18F24Q24具有16KB內存、1KB數據SRAM和512B EEPROM。同時，PIC18F25Q24具有32KB內存、2KB數據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。

數據手冊：*附件：Microchip Technology PIC18F24，25Q24 微控制器數據手冊.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、系統總線仲裁器、直接內存訪問（DMA）功能、支持異步收發器（UART）、支持異步DMX-512、數字可尋址照明接口（DALI?）和本地互連網絡（LIN）協議、串行外設接口（SPI）和I^2^C。此外，該系列還包括內存訪問分區（MAP）和設備信息區（DIA）等內存功能，可存儲工廠校準值，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電壓范圍內工作
  • 該域與主VDD 電壓電平無關
  • 通過可編程跳變點在附加電壓域上進行電壓監控
• 編程和調試接口禁用（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－中斷響應時間更短
  • 可選擇的高/低優先級
  • 可編程矢量表基礎地址
  • 固定中斷延遲：3個指令周期
  • 向后兼容以前的中斷功能
• 內存訪問分區（MAP），程序閃存可分為：
  • 應用方框
  • 啟動塊
  • 帶SAFLOCK的存儲區域閃存（SAF）模塊，可防止修改
• 編程和調試
  • 編程和調試接口禁用（PDID）
  • 經由2個引腳實現在線串行編程?（ICSP?）
  • 電路內調試 (ICD)（通過2個引腳提供3個斷點）
  • 片上集成調試
• 4個帶計算功能的直接內存訪問（DMA）控制器模數轉換器（ADCC）：
  • 10位ADC，計算速率高達300ksps
  • 多達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學功能
  • 在睡眠模式下工作
  • 5個內部模擬通道
  • 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位數模轉換器 (DAC)：
  • 2個I/O引腳上提供緩沖輸出
  • 與ADC和比較器的內部連接
• 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：
  • 固定電壓基準，1.024V、2.048V和4.096V輸出電平
  • 內部連接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
  • 任意長度數據包
  • 無接收發射和無發射接收選項
  • 傳輸字節計數器
  • 獨立發射和接收緩沖器，具有2字節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
• 設備信息區（DIA）存儲：
  • 溫度指示器出廠校準數據
  • 固定電壓基準測量數據
  • Microchip唯一標識符
• 低功率模式
  • 睡眠： < 1μA（3V時典型值）和最低功耗
  • 打盹模式：CPU和外設以不同的周期速率運行（通常CPU更低）
  • 空閑：外設運行時CPU停止
• 外設模塊禁用（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引腳上設有低壓接口
  • 大多數引腳上的變化中斷
  • 3個可編程外部中斷引腳

框圖

PIC18F24/25Q24微控制器技術解析與應用指南

一、產品概述與核心特性

Microchip Technology的PIC18F24/25Q24系列是28引腳低功耗高性能微控制器，采用先進的XLP技術，專為傳感器接口、實時控制和通信應用而設計。該系列產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. ?增強型代碼保護功能?：
   • 可禁用編程和調試接口(PDID)
   • 存儲區閃存(SAF)一次性編程能力
3. ?豐富的模擬外設?：
   • 10位帶計算功能的模數轉換器(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、內存架構與分區管理

PIC18F24/25Q24采用改良的哈佛架構，提供靈活的內存管理方案：

程序閃存分區

• ?應用區塊?：存儲用戶固件，默認分配全部程序閃存空間
• ?引導區塊?：可選區域，適合存儲引導加載程序，大小通過BBSIZE配置位可調
• ? 存儲區閃存(SAF) ?：數據存儲專用區，不可執行代碼，位于內存末端

內存保護機制

• ?寫保護?：通過WRTAPP、WRTSAF等配置位實現不同區域的寫保護
• ?代碼保護?：CP配置位控制整個程序存儲器的讀取保護
• ?安全鎖定?：SAFLOCK配置位使SAF區域變為一次性可編程

三、關鍵外設功能解析

1. 多電壓I/O系統(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

?10位ADCC轉換器?：

• 支持30個外部通道和9個內部通道
• 硬件電容分壓器(CVD)支持，簡化觸摸傳感設計
• 自動數學功能(平均、濾波、閾值比較)

? 互補波形發生器(CWG) ?：

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

3. 通信接口

• ?雙I2C模塊?：支持標準/快速/快速+模式(最高1MHz)
• ?雙SPI模塊?：可配置數據包長度，帶DMA支持
• ?雙UART模塊?：
  • 支持LIN、DALI、DMX-512協議
  • 異步UART、RS-232/485兼容

四、開發實踐指南

1. 最小系統連接要求

• 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100-470Ω保護電阻
• 振蕩器電路應靠近MCU引腳放置，周圍使用接地銅箔隔離

2. 編程與調試接口

• ICSP接口使用兩個專用引腳(ICSPCLK和ICSPDAT)
• 開發完成后可通過ICSPDIS配置位永久禁用編程接口
• 代碼保護狀態下仍可通過內部NVM接口訪問內存

3. 低功耗設計技巧

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

五、應用設計注意事項

1. ?未使用I/O處理?：應配置為輸出并驅動至低電平，或通過1kΩ-10kΩ電阻下拉
2. ?中斷設計?：
   • 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
   • 可編程優先級(高/低兩級)
3. ?時序關鍵應用?：
   • 內部振蕩器精度±1%(校準后)
   • 帶主動時鐘調諧功能
   • 64MHz最大工作頻率(62.5ns指令周期)

六、安全特性與產品保護

1. ?增強代碼保護?：
   • 可選擇禁用ICSP接口(PDID)
   • 存儲區閃存(SAF)鎖定功能
   • 防止未經授權的固件讀取
2. ?唯一標識?：
   • 出廠預編程的Microchip唯一標識符(MUI)
   • 可選客戶定制外部標識符(EUI)
3. ?安全存儲?：
   • 設備信息區(DIA)存儲工廠校準數據
   • 配置信息區(DCI)包含器件特性參數