可靠性和功耗

,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,第六章、PIC单片机的高可靠性和低功耗,第一节、系统振荡方式及其选择,用户可以通过定义“系统定义字”的第一位和第零位来选择振荡方式,仿真工具如PICMATE（仿真器）和PICPROG（烧写器）等可以让用户选择所需要的振荡方式进行仿真和烧写,振,荡,方,式,PIC12CXX,PIC16CXX,PIC17CXX,LP低频低功耗晶体振荡,LP低频低功耗晶体振荡,LF低功耗晶体振荡,XT标准晶体/陶瓷振荡,XT标准晶体/陶瓷振荡,XT标准晶体/陶瓷振荡,INTRC内部4MHZ RC振荡,HS高速晶体/陶瓷振荡,EC外部时钟输入,EXTRC外部RC振荡,RC低成本阻容振荡,RC低成本阻容振荡,1、晶体/陶瓷振荡,这种振荡包括XT，HS，LP，其电路是在OSC1和OSC2两端加一晶体/陶瓷只有HS和XT摸式才可能需要RS。,2、RC振荡,这种振荡成本最低，但频率稳定度差，用于时序精确度要求不高的场合。,RC振荡是在OSC1端接一个串联电阻电容。阻值应取5K-100K之间。电容应取20PF以上,。,3 外部振荡,各种PIC单片机当工作在LP，XT，HS振荡方式时，可以接受外部振荡源，外部振荡信号从OSC1端输入，OSC2端开路。,第二节、 如何实现可靠复位,1、复位类型,芯片上电复位，,正常状态下MCLR端低电平复位，,正常状态下WDT溢出复位，,SLEEP状态下MCLR端低电平复位，,SLEEP状态下WDT溢出复位，,SLEEP状态下某些I/O口电平变化复位，,掉电锁定复位,2、复位时PIC状态,振荡器处于起振准备状态,TRIS被置全1（输入），所有I/O口高租,PC被置全1,OPTION被置全1,看门狗定时器WDT和预分频器被清0,状态寄存器STATUS或FSR程序页面地址清0,RC振荡时OSC2引脚的CLKOUT信号置低电平,3、内部上电复位,上电延迟器（PWRT）:提供上电时延,使VDD有足够时间上升到合适的电压,振荡起振定时器（OST）:上电需求,上电复位延时时序:,4 、外部复位电路,若需要延长复位时间以建立稳定的振荡，可以在MCLR端外接复位电路。,5 内部掉电锁定复位,复位所定电路：在一些应用中，要对供电电压VDD随时检测，一旦VDD下降到某一阈值，就复位以免系统失控。而且这个复位状态要一直保持到VDD上升到阈值以上才可以脱离。,当PCON寄存器的/BOR为1时表示已发生掉电复位锁定。掉电复位锁定不会改变寄存器的值。,6、外部掉电复位锁定,低档PIC单片机和某些高档机不带内部掉电复位锁定，需要外接复位锁定电路。,第三节、利用看门狗提高系统可靠性,看门狗计时器(watch dog timer),既WDT是一个片内自振试RC振荡计时器,无需任何的外接元件, 即使芯片OSC1/OSC2上振荡停止了(例如执行了SLEEP后),WDT照样保持计时.,在芯片内”系统定义字”(configuration EPROM)中的一个位是用于控制WDT的,可以将其置”0”来控制WDT使之永远不起作用.,1、WDT周期,WDT有一个基本的溢出周期18ms (当无预分频系数时),如果需要更长的WDT周期,可以把预分频倍数分配给WDT,最大分频比可达1:128,这时的WDT溢出周期和环境温度.Vdd等参数有关系.,“CLRWDT”和”SLEEP”指令将清除WDT计时器以及预分频器(当预分频器分配个WDT时),2、WDT编程注意事项,使用WDT,一定要在程序中放一条”CLRWDT”指令,以保证在WDT溢出前被清零.,在噪声工作环境下,OPTION寄存器可能会因受干扰而改变,从而改变预分频器的分配状态,所以最好每隔一段时间就将其重新设置一下.,第四节、SLEEP方式及其唤醒,一.进入睡眠,执行一条”SLEEP”指令之后,PIC单片机即进入睡眠状态,晶振停止,单片机的功耗大大减小,Ipd的典型值仅为几个微安.,二.唤醒睡眠,下列事件可以将处于睡眠状态的单片机唤醒.,(1)在复位输入端MCLR施加低电平使系统复位.,(2)在看门狗WDT超时溢出,一般使唤醒后的芯片接着SLEEP指令继 续执行,但是有的单片机如PIC16C5X的WDT溢出使系统复位.,(3)外部中断INT,(4)RB口电平变化中断,(5)工作在同步计数方式下的TMR1中断,(6)SSP检测到起始位/停止位产生的中断.,(7)CCP捕捉模式中断.,(8)并行口读写操作中断.,第五节、利用程序保密位保护软件,一、程序保密位(Protection fuse),注意:当芯片被选择为保密方式后,程序存储区40H以上的空间即不能再被编程,而0040H之间的空间还能编程.在程序存储区中,”1”可能被烧成”0”,反之则不可.,二、用户识别码( Customer ID Code),_,BODEN,CP,PWRTE,WDTE,FOSC1,FOSC0,复位锁定位,1/0=,复位锁开启,/,关闭,程序保密位,1/0=,保密,/,不保密,上电延时器使能位,1/0=,延时器开启,/,关闭,看门狗使能位,1/0=,看门狗开启,/,关闭,振荡方式,00=LP,01=XT,10=HS,11=RC,第六节、PIC单片机应用系统低功耗设计技术,一、SLEEP 模式,二、降低RC震荡频率,三、使用外部事件控制单片机电源,四、利用低电压器件,五、利用PIC 单片机的I/O引脚向外部供电,六、 适当降低外部时钟的频率,七、 降低环境温度,