1、PIC16C62×系列单片机的特色
PIC16C62×系列为RISC精简指令、哈佛结构总线、18个引脚的单片机。具有低功耗、高性能、全静态、35条指令极易编程的特色。OTP 片种的性价比极高。除了具有一般单片机的特色外，PIC16C62×系列内部集成了两个模仿比较器和一个4bit的可编程基准电压源(REF)。假如运用该单片机的这些特色，只需几个外围元件就具有A/D与D/A转化功用，且分辩率到达8bit～10bit。价格上的优势使其在工控职业、仪器仪表、家电产品的运用远景极为达观。
本文以8bit分辩率证明A/D、D/A转化的完成办法，更高分辩率的计划彻底类似，仅仅在编程上作小部分调整。
2、D/A转化器
PIC16C62×系列单片机内部部分功用模块及A/D、D/A的电路如图1所示。
图1 PIC16C62×部分功用模块及转化电路
2.1 运用内部基准源
PIC16C62×系列单片机内部基准源由一16个抽头的电阻梯形网络构成，相当于一个4bit 分辩率的D/A转化器，该基准源由VRCON特别功用寄存器操控。VRCON寄存器界说如下：
VREN：REF基准电压源使能位，当VREN=1时，内部基准电压源使能。
VROE：REF输出挑选位，VROE=1时，REF输出至RA2引脚。
VRR：REF段挑选，REF值可编程设定为凹凸两个段输出。
VR3~VR0：4bit REF电压值。改动该4位的值即改动了REF的电压值。为了后文阐明的需求，将该4位二进制码作如下界说：
VR= VR3VR2VR1VR0
VR-1=VR3VR2 VR1VR0-1
依据PIC16C62×的特性：
(1)当VRR=1时，低段基准电压输出REFL= DD*VRL/24，分辩单元VF1=DD/24。
REFL电压值规模为：VRL*DD/24，VRL= 0~15，表明相应的低段二进制码值。
(2)当VRR=0时，高段基准电压输出REFH=DD/4+DD*VRH/32，分辩单元VF2=DD/32。VRH=0~15，VRH表明相应的高段二进制码值。
REFH电压值改变规模为：DD/4~23*DD/32。
上述DD为PIC16C62×的供电电压，只要在该供电端加一个简略的电源去耦电路，就能很好的确保基准电压REF的抗噪声要求。
由上述可见,PIC16C62×系列单片机的内部基准源实践是一个可设定为两个段值的4bit D/A转化器,每个段二进制码值均为0~15,两个段的分辩单元不相同。为了规划一个8bit及以上的D/A转化器,需将REF的规模进行扩展。运用 REFH值，即REFH =DD/4~23*DD/32，扩展为REFH= (DD/4-DD /32) ~23*DD/32, 向电压低端扩展一个分辩单元值DD /32,相当于二进制码值VRH=0~15扩展为-1 ~15。这是完成8bit及以上D/A转化的要害。VRH= -1是一个特别条件,超出了REF取值规模对应的二进制码值VRH的边界,须由低段基准电压REFL与外围可编程固定衰减比的电阻网络完成。 PIC16C62×的内部有一个场效应OC门(漏极开路门)，将其接成图1所示的运用电路。
当OC门GK导通时，衰减系数=1/(0+1) 0=2kΩ(内部固定电阻)。
当OC门GK截止时，衰减系数=1 (RA4引脚为高阻)。
场效应OC门经过编程对RA4引脚进行I/O操作完成其导通与截止。
由上所述，高段VRH=-1对应的REFH基准值可由低段二进制码值VRL对应的REFL值乘上系数得到。
VRH=-1时，REFH=DD/4-DD/32=7DD /32，树立如下方程式
7DD /32 =(DD/24)* VRL* (1)
VRL=1~15 (取整数) (2)
K 1 (3)
可得VRL=6~15的多组解，取其间任一组解均可，例如：VRL=7，=0.75。
系数由外接电阻1的取值决议。编程时，首要确认VRL值，然后依据式(1)计算出系数，再依据=1/(0+1)、0=2kΩ 计算出1的阻值。1也可用一只电位器调整的办法替代。
2.2 编程4bit PWM完成8bit的D/A转化
设8bit 待D/A转化的二进制数存放于PIC16C62×;的数据存储器的某一单元，界说为如下格局：
将其分为两个4bit的二进制码：VR=VR3VR2VR1 VR0，VP=VP3VP2VP1V P0。VR操控基准电压源完成4bit D/A转化，VP用于对基准源的输出电压进行4bit PWM(脉宽调制)。PWM的高电平为VR对应的VREF电压值, PWM的低电平为VR-1对应的VREF电压值。如此，以4bit D/A转化基准电压源的两个相邻二进制码对应的两个VREF值，别离作为4bit PWM的高电平和低电平，这就组成一个8bit的D/A转化器。图2、图3为惯例PWM与D/A+PWM的差异，惯例PWM 的高电平为VDD(如5V)，低电平为0V，其原理众所皆知，此处不再详细叙说。本文所述的D/A+PWM其PWM的作业原理与惯例PWM的作业原理相同，仅仅PWM脉冲的高电平与低电平别离由VR 与VR-1的值决议。编程时，首要将待D/A转化的8bit二进制数分红高4位与低4位，低4位存放于PIC16C62×的某一数据存储器R0中，高4位作4次右移(移到字节低端)存放于PIC16C62×的另一个数据存贮器R1中。运用PIC16C64×的一个定时器中止编写PWM程序，PWM的占空比由R0中的值(即VP值)决议。将定时器中止设置为最高优先等级，以确保PWM的占空比精度。此段程序的本质是：在由二进制码VP决议占空比的PWM程序中对VRCON操控寄存器进行赋值操作。PWM脉冲的高电平由向VRCON操控寄存器低4位装入VR发生，PWM脉冲的低电平由向VRCON操控寄存器低 4位装入VR-1发生。程序中需判别：当VRH=0时，VR-1对应的REF由前所述的REFL低段值完成。
OUT即为8bit 的D/A输出。PWM的滤波电路由0、2、1组成，其时刻常数依据PWM的周期选定，与详细运用中对D/A转化要求的速度和编程有关。因为 PIC16C62×的高速RISC精简指令，D/A转化速度可到达400Kbit /s以上。DD的温漂要求尽量小。OUT可依据需求进行扩大或电平改换。
3 A/D转化器
如图1所示，把前述D/A转化输出的OUT模仿信号接到PIC16C62×内部的一个比较器的同相端，待转化模仿信号接到比较器的反相端，这就构成一个典型的逐次迫临型A/D转化器。其原理在许多教科书里讲得十分清楚，本文不再胪陈。
因为PIC16C62×具有比较器中止功用，充分运用比较器中止可进步编程功率及进步A/D转化速度。界说一个PIC16C62×的数据存储器单元作为A/D转化成果数据寄存器，发动A/D转化之前在此寄存器内预置一个经历数据，选用前述D/A转化的办法将此数据转化成OUT电平，OUT电平与待转化模仿信号电平进行比较。比较器的同相端电平高于反相端电平常，比较器输出逻辑“1”，并发生一次中止。比较器的同相端电平低于反相端电平常，比较器输出逻辑“0”，也发生一次中止。比较器输出逻辑状况“1”或“0”可从其特别功用寄存器的相关位查询获取。在比较器中止程序中，依据查询成果逐次修正“A/D转化成果数据寄存器”中的数据，使OUT电平逐次迫临并终究收敛于待转化模仿信号电平，收敛时数据寄存器中的值即为A/D转化成果。收敛算法的好坏是进步A/D转化速度的要害，这与详细运用场合及外围电路参数相关。不过，大多数家电产品运用中被转化的模仿信号为低速缓慢改变信号，对A/D转化速度的要求并不高。因而，对收敛算法的要求不高，一般选用从MSB至LSB逐次进行比较的算法。别的，待转化模仿信号须经过电平改换，使其改变规模与OUT电平的改变规模相一致。
4 小结
PIC16C62×;系列单片机内部有两个独立的模仿比较器，而且其数字I/O口具有直接驱动发光二极管与LED数码管的才能。选用本文所述的 A/D、D/A转化器原理的运用电路只占用其内部一个模仿比较器、一个基准源、4个引脚的资源，外围电路也很简略，运用体系简单做到体积小、可靠性高、性价比好 。缺陷是A/D、D/A的转化速度较慢并占用单片机的很多时刻资源，适合于低速改变的信号运用。
参 考 文 献
1 MICROCHIP. P%&&&&&%16C62× DATA SHEET. 1997. 10 ~ 22
