Microchip Technology PIC16F131xx微控制器采用由32个逻辑元件组成的可配置逻辑块 (CLB) 外设，可实现定制硬件逻辑集成。每个逻辑元件均通过基于查找表 (LUT) 的设计提供广泛定制，从而增强响应时间并降低功耗。Microchip Technology PIC16F131xx采用8、14和20引脚封装，具有高达14KB的程序闪存和高达1KB的RAM。此外，该器件还包括一个具有高达100kbps计算能力的10位模数转换器 (ADCC)、一个8位数模转换器、两个快速比较器（50ns响应时间）以及其他兼容SMBus的定时控制和串行通信的外设。PIC16F131xx系列具有紧凑尺寸和独立于内核的外设，适合用于实时控制、数字传感器节点以及各种工业和汽车应用。

数据手册：*附件：Microchip Technology PIC16F131xx 微控制器数据手册.pdf

特性

• 32 MHz PIC16 CPU内核
• 高达14KB闪存程序，具有用于代码保护的独立控制
• 用于存储数据的可配置启动存储器和SAF区域
• 设备信息区 (DIA) 和器件配置信息 (DCI)
• 高达1KB用户SRAM
• 1个CLB模块，具有32个基本逻辑单元 (BLE) 和一个内置计数器
• 32位循环冗余校验 (CRC)，具有可独立于内核运行的内置内存扫描器
• 具有计算功能 (300ksps) 和通道分组功能的10位单端模数转换器 (ADC)，可实现与ADC的多个同步输入连接
• 1个8位可编程数模转换器 (DAC)，带2个缓冲输出
• 2个高速比较器
• 固定电压基准 (FVR)：
• 温度传感器，具有出厂校准功能
• 带时钟开关的高精度内部振荡器（±2%精度）
• 外部晶体振荡器和外部时钟功能
• 1个MSSP模块，可配置为SPI或 ^I2C^ （最高仅限400KHz）
• 带自动波特率检测的1个EUSART
• 3个定时器（将8位和16位定时器与硬件限制功能相结合）

系列摘要

PIC16F13145微控制器技术解析与应用指南

一、产品概述

Microchip Technology公司的PIC16F13145系列是高性能8/14/20引脚微控制器，专为嵌入式控制应用设计。该系列产品引入了创新的可配置逻辑块(CLB)外设，允许用户在应用中实现基于硬件的自定义逻辑。CLB由32个独立逻辑元件组成，每个元件基于查找表(LUT)的设计提供了广泛的定制选项，且CPU独立操作提高了响应速度并降低了功耗。

‌关键特性‌：

• 8/14/20引脚多种封装选择
• 高达14KB程序闪存和1KB RAM
• 工作电压范围：1.8V至5.5V
• 工业级(-40°C至85°C)和扩展级(-40°C至125°C)温度范围
• 低功耗特性：Sleep模式下<900nA @3V

二、核心架构与存储器组织

2.1 增强型中档CPU核心

PIC16F13145采用增强型中档8位CPU核心，具有50条指令和自动中断上下文保存功能。硬件堆栈深度为16级，具有溢出和下溢复位能力。支持直接、间接和相对寻址模式，两个文件选择寄存器(FSR)提供了访问所有文件寄存器和程序存储器的能力。

‌核心特点‌：

• 优化的RISC架构
• DC-32MHz时钟输入
• 125ns最小指令时间
• 16级深度硬件堆栈
• 多种复位机制(POR、BOR、LPBOR)

2.2 存储器结构

该系列提供分层的存储器架构：

‌程序存储器‌：

• 最大14KB闪存程序存储器
• 分区为应用块、引导块和存储区闪存(SAF)块
• 可编程代码保护和写保护功能
• 设备信息区(DIA)存储校准数据

‌数据存储器‌：

• 最多64个存储区，每区128字节
• 12个核心寄存器
• 最多20个特殊功能寄存器(SFR)
• 最多80字节通用RAM(GPR)
• 16字节公共RAM

三、关键外设功能

3.1 可配置逻辑块(CLB)

CLB是PIC16F13145系列的标志性外设，包含：

• 32个基本逻辑元件(BLE)
• 每个BLE包含一个4输入LUT和一个触发器
• 可通过MPLAB代码配置器进行原理图编程
• 专用的3位硬件计数器

‌应用场景‌：

• 实时控制
• 数字传感器节点
• 工业和汽车应用

3.2 模拟外设

‌10位ADC‌：

• 采样率高达100ksps
• 最多17个外部输入通道
• 5个内部输入通道
• 睡眠模式下工作能力

‌比较器和DAC‌：

• 2个快速比较器(50ns响应时间)
• 8位数模转换器(DAC)
• 2个固定电压参考(FVR)

3.3 数字外设

‌定时器‌：

• 1个可配置8/16位定时器(TMR0)
• 1个16位定时器(TMR1)带门控
• 1个8位定时器(TMR2)带硬件限制定时器(HLT)

‌通信接口‌：

• 增强型USART(支持RS-232/485/LIN)
• MSSP模块(SPI/I2C模式)
• SMBus兼容I/O

四、低功耗特性

PIC16F13145系列提供多种省电模式：

‌1. Doze模式‌：

• CPU和外围设备以不同周期率运行(通常CPU较低)
• 通过DOZE位配置CPU与外设的时钟比率(1:2至1:256)

‌2. Sleep模式‌：

• 最低功耗状态(<900nA @3V)
• 通过中断或复位唤醒
• 部分外设(如ADC)可在Sleep模式下工作

‌3. Idle模式‌：

• CPU停止而外设继续运行
• 比Sleep模式唤醒更快

‌典型电流消耗‌：

• 32kHz时48μA @3V
• 4MHz时<1mA @5V

五、开发与编程

5.1 开发工具支持

• MPLAB X IDE集成开发环境
• MPLAB代码配置器(MCC)图形化配置工具
• PICkit™ 4和MPLAB® ICD 4调试器/编程器

5.2 编程接口

‌ICSP™编程‌：

• 通过两个引脚实现在线串行编程
• 支持调试功能，带三个断点

‌存储器编程‌：

• 行擦除(32字为最小擦除单位)
• 写操作通过特殊解锁序列保护
• 支持运行时自编程

六、应用指南

6.1 最小系统设计

‌基本连接要求‌：

• 所有VDD和VSS引脚必须连接
• MCLR引脚连接(当启用时)
• 每个电源对添加0.1μF去耦电容

‌振荡器配置‌：

• 多种时钟源选择(外部晶体/谐振器/内部振荡器)
• 可选的4xPLL频率倍增器
• 故障安全时钟监视器(FSCM)功能

6.2 典型应用电路

‌8引脚配置示例‌：

1. VDD(1) - 电源(1.8-5.5V)
2. RA5(2) - CLKIN/OSC1或GPIO
3. RA4(3) - GPIO
4. MCLR(4) - 复位输入(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. ‌代码保护‌：防止外部读取程序存储器
2. ‌写保护‌：防止意外修改关键存储区域
3. ‌看门狗定时器‌：窗口式看门狗(WWDT)提供更可靠的系统监控
4. ‌存储器分区‌：应用、引导和SAF区域独立保护

八、选型指南

PIC16F13145系列提供多种型号选择：

型号	闪存	RAM	I/O引脚	封装选项
PIC16F13113	3.5K	256B	6	8引脚
PIC16F13114	7K	512B	6	8引脚
PIC16F13115	14K	1024B	6	8引脚
PIC16F13143	3.5K	256B	18	20引脚
PIC16F13145	14K	1024B	18	20引脚