Pinbelegung, Spezifikationen und Programmierhandbuch für den Mikrocontroller PIC16F887

PIC16F887 bietet flexible Speicherressourcen, mehrere Kommunikationsschnittstellen, analoge Funktionen und einen stromsparenden Betrieb.Durch die Kombination aus Leistung, Einfachheit und integrierten Modulen eignet es sich für eine Vielzahl von Steuerungs- und Überwachungssystemen.In diesem Artikel wird der Mikrocontroller PIC16F887 besprochen, einschließlich seiner Pinbelegung, Varianten, Spezifikationen, Funktionen, Programmierprozess, Funktionsprinzip in Schaltkreisen usw.

Katalog

PIC16F887 Mikrocontroller Basic

Die PIC16F887 ist ein 8-Bit-Mikrocontroller, der von Microchip Technology entwickelt wurde und zur PIC16F-Familie gehört.Es verwendet eine RISC-Architektur, die für eine effiziente Befehlsausführung und einen Betrieb mit geringem Stromverbrauch ausgelegt ist.Das Gerät integriert eine CPU, einen Speicher und mehrere On-Chip-Peripheriegeräte in einem einzigen Chip und ermöglicht so die Durchführung von Steuerungs- und Datenverarbeitungsaufgaben in eingebetteten Systemen.

Dieser Mikrocontroller verfügt über 14 KB Flash-Programmspeicher, 368 Byte RAM und 256 Byte EEPROM zur Datenspeicherung.Er arbeitet mit einem Versorgungsspannungsbereich von 2 V bis 5,5 V und unterstützt Taktraten bis zu 20 MHz.Der PIC16F887 bietet außerdem Kommunikationsschnittstellen wie I²C, SPI und USART sowie integrierte Timer, PWM-Module und einen Watchdog-Timer zur Systemsteuerung.

Wenn Sie am Kauf des PIC16F887 interessiert sind, kontaktieren Sie uns bitte bezüglich Preis und Verfügbarkeit.

PIC16F887 Mikrocontroller-CAD-Modelle

PIC16F887-E/P-Symbol, Footprint und 3D-Modell.

Pinbelegung des Mikrocontrollers PIC16F887

Pin Nein.	Pin Name	Beschreibung
1	RE3/MCLR/VPP	Meister klar (Reset) / Programmierspannung
2	RA0/AN0/ULPWU/C12IN0-	Analoger Eingang Kanal 0 / Ultra-Low-Power-Wake-up
3	RA1/AN1/C12IN1-	Analoger Eingang Kanal 1
4	RA2/AN2/VREF-/CVREF/C2IN+	Analoger Eingang / Spannungsreferenz
5	RA3/AN3/VREF+/C1IN+	Analoger Eingang / Positive Spannungsreferenz
6	RA4/T0CKI/C1OUT	Timer0 Uhr Eingabe
7	RA5/AN4/SS/C2OUT	Analoger Eingang / SPI-Slave-Auswahl
8	RE0/AN5	Analoger Eingang Kanal 5
9	RE1/AN6	Analoger Eingang Kanal 6
10	RE2/AN7	Analoger Eingang Kanal 7
11	VDD	Positive Kraft Versorgung
12	VSS	Boden
13	RA7/OSC1/CLKIN	Oszillatoreingang / Clock-Eingang
14	RA6/OSC2/CLKOUT	Oszillator Ausgang / Taktausgang
15	RC0/T1OSO/T1CKI	Timer1 Oszillatorausgang / Takteingang
16	RC1/T1OSI/CCP2	Timer1 Oszillatoreingang / Capture-Compare-PWM
17	RC2/P1A/CCP1	PWM / Capture-Compare-Modul
18	RC3/SCK/SCL	SPI-Uhr / I2C Uhr
19	RD0	Digitale I/O
20	RD1	Digitale I/O
21	RD2	Digitale I/O
22	RD3	Digitale I/O
23	RC4/SDI/SDA	SPI-Dateneingabe / I2C-Daten
24	RC5/SDO	SPI-Datenausgabe
25	RC6/TX/CK	USART-Übertragung
26	RC7/RX/DT	USART empfangen
27	RD4	Digitale I/O
28	RD5/P1B	PWM-Ausgang
29	RD6/P1C	PWM-Ausgang
30	RD7/P1D	PWM-Ausgang
31	VSS	Boden
32	VDD	Positive Kraft Versorgung
33	RB0/AN12/INT	Extern unterbrechen
34	RB1/AN10/C12IN3-	Analoger Eingang
35	RB2/AN8	Analoger Eingang
36	RB3/AN9/PGM/C12IN2-	Niederspannung Programmierung
37	RB4/AN11	Analoger Eingang
38	RB5/AN13/T1G	Tor Timer1
39	RB6/ICSPCLK	Programmierung Uhr
40	RB7/ICSPDAT	Programmierdaten

PIC16F887 Mikrocontroller-Variante

Bestellen Code	Paket Typ	Montage Typ	Temperatur Reichweite
PIC16F887-E/P	40-PDIP	Durchgangsloch	−40 °C bis +125 °C
PIC16F887-I/P	40-PDIP	Durchgangsloch	−40 °C bis +85 °C
PIC16F887-I/PT	44-TQFP	Oberflächenmontage	−40 °C bis +85 °C
PIC16F887-E/PT	44-TQFP	Oberflächenmontage	−40 °C bis +125 °C
PIC16F887-I/ML	44-QFN	Oberflächenmontage	−40 °C bis +85 °C
PIC16F887-E/ML	44-QFN	Oberflächenmontage	−40 °C bis +125 °C

PIC16F887 Mikrocontroller-Spezifikationen

Technische Daten von PIC16F887-E/P Microchip Technology.

Spezifikation	Einzelheiten
Hersteller	Mikrochip Technologie
Gerätetyp	8-Bit Mikrocontroller
MCU-Familie	PIC16F
CPU-Architektur	PIC (RISC)
Bitbreite	8-Bit
Busbreite	8-Bit
Maximal Häufigkeit	20 MHz
Speichertyp	Blitz
Flash-Speicher	14 KB (8K × 14)
Daten-RAM	368 × 8 Byte
Daten-EEPROM	256 × 8 Byte
ADC-Auflösung	10-Bit
Anzahl Kanäle	14
Kommunikation	I2C, SPI, UART, USART
Anzahl der E/A	35
Gesamtzahl der Pins	40
Timer-Module	3 Timer
PWM-Kanäle	Ja
Oszillatortyp	Intern / Extern
Betrieb Spannung	2V – 5,5V
Mindest-Vdd	2V
Maximaler Vdd	5,5V
Temperatur Reichweite	−40 °C bis +125 °C (TA)
Auf dem Chip Peripheriegeräte	Brownout-Reset, POR, PWM, WDT
Maximale Leistung	800 mW
Wachhund	Ja
Paket/Koffer	40-DIP (0,600", 15,24 mm)
Montage	Durchgangsloch
Bleifinish	Mattes Zinn (Sn) – geglüht
Versandpaket	Rohr
Umweltfreundlich	RoHS3-konform
Code exportieren	EAR99
Lebenszyklus	Aktiv
Veröffentlichung	2007

Alternativen und gleichwertiges Modell

• PIC16F877A

• PIC16F886

• PIC16F883

• PIC16F884

• PIC16F1937

• PIC16F1939

• PIC18F4520

• PIC18F4550

PIC16F887 Funktionsblockdiagramm

Funktionen des Mikrocontrollers PIC16F887

Hochleistungs-RISC-CPU

Der PIC16F887 nutzt eine leistungsstarke RISC-Architektur, die nur 35 Anweisungen erfordert, was die Programmierung effizient und einfach macht.Die meisten Anweisungen werden in einem einzigen Zyklus ausgeführt, was eine schnelle Verarbeitung ermöglicht.Es unterstützt Betriebsgeschwindigkeiten von bis zu 20 MHz und umfasst einen 8-stufigen Hardware-Stack mit mehreren Adressierungsmodi.

Flash-Programmspeicher

Dieser Mikrocontroller verfügt über einen 8K × 14 Flash-Programmspeicher, der eine zuverlässige Codespeicherung und eine einfache Neuprogrammierung während der Entwicklung ermöglicht.Der Flash-Speicher unterstützt die systeminterne Programmierung und bietet eine hohe Ausdauer für wiederholte Schreib- und Löschzyklen.

Datenspeicherressourcen

Der PIC16F887 integriert 368 Byte SRAM für die temporäre Datenspeicherung und 256 Byte EEPROM für die nichtflüchtige Datenspeicherung.EEPROM ermöglicht die Speicherung von Daten auch bei unterbrochener Stromversorgung.

Flexibles Uhrensystem

Das Gerät verfügt über einen präzisen internen Oszillator, der werkseitig kalibriert und per Software auswählbar ist.Es unterstützt auch externe Taktquellen und umfasst Funktionen wie den Zwei-Geschwindigkeits-Start und die ausfallsichere Taktüberwachung, um einen zuverlässigen Systembetrieb aufrechtzuerhalten.

Großer Betriebsspannungsbereich

Der Mikrocontroller arbeitet in einem Versorgungsspannungsbereich von 2,0 V bis 5,5 V, sodass er sowohl in Low-Power- als auch in Standard-Embedded-Systemen eingesetzt werden kann.Diese Flexibilität unterstützt verschiedene Stromversorgungsbedingungen.

Analog-Digital-Wandler (ADC)

Ein integrierter 10-Bit-ADC mit bis zu 14 Eingangskanälen ermöglicht es dem Mikrocontroller, analoge Signale in digitale Werte umzuwandeln.Dies ermöglicht eine genaue Überwachung und Verarbeitung sensorbasierter Signale.

Kommunikationsschnittstellen

Der PIC16F887 umfasst mehrere Kommunikationsmodule wie USART, SPI und I²C über das MSSP-Modul.Diese Schnittstellen ermöglichen einen zuverlässigen Datenaustausch zwischen dem Mikrocontroller und externen digitalen Geräten.

Erfassen, Vergleichen, PWM-Modul

Das Gerät enthält ein Enhanced CCP (ECCP)-Modul, das Erfassungs-, Vergleichs- und PWM-Funktionen unterstützt.Es bietet eine 10-Bit-PWM-Auflösung mit programmierbarer Totzeitsteuerung und einer maximalen Frequenz von 20 kHz.

Timer-Module

Der PIC16F887 integriert mehrere Timer-Module, einschließlich Timer0 (8-Bit), Timer1 (16-Bit) und Timer2 (8-Bit).Diese Timer unterstützen Prescaler und Postscaler für genaues Timing und Ereigniszählung.

Analoges Komparatormodul

Zwei integrierte Analogkomparatoren ermöglichen dem Gerät den internen Vergleich analoger Signale.Diese Komparatoren können für eine verbesserte Signalerkennung mit programmierbaren Spannungsreferenzen arbeiten.

Low-Power-Funktionen

Der Mikrocontroller verfügt über mehrere Energiesparmodi wie den Schlafmodus und Ultra-Low-Power Wake-Up (ULPWU).Diese Funktionen reduzieren den Stromverbrauch während Leerlaufzeiten.

Systemzuverlässigkeitsfunktionen

Der PIC16F887 verfügt über Schutz- und Zuverlässigkeitsmechanismen, einschließlich Power-on Reset (POR), Brown-out Reset (BOR), Watchdog Timer (WDT) und Power-up Timer (PWRT), um einen stabilen Betrieb unter verschiedenen Bedingungen zu gewährleisten.

In-Circuit-Programmierung und Debugging

Der Mikrocontroller unterstützt In-Circuit Serial Programming (ICSP) und On-Chip-Debugging.Dadurch kann die Firmware direkt programmiert oder aktualisiert werden, während der Chip in der Schaltung montiert ist.

Programmierung des Mikrocontrollers PIC16F887

Für die Programmierung des PIC16F887-Mikrocontrollers sind Entwicklungssoftware, ein Compiler und ein Hardware-Programmierer erforderlich.Microchip bietet Tools wie MPLAB

Schritt-für-Schritt-Programmierungsprozess:

Schritt 1: Installieren Sie die erforderliche Software

Installieren Sie MPLAB X IDE und den XC8-Compiler von der offiziellen Website von Microchip.MPLAB X ist die Entwicklungsumgebung zum Schreiben, Bearbeiten und Verwalten des Mikrocontrollerprogramms.

Schritt 2: Erstellen Sie ein neues Projekt

Öffnen Sie MPLAB X IDE und erstellen Sie ein neues Projekt.Wählen Sie PIC16F887 als Zielgerät und wählen Sie den XC8-Compiler.

Schritt 3: Schreiben Sie den Programmcode

Schreiben Sie Ihre Firmware in der Sprache C in das Projekt.Der Code definiert, wie der Mikrocontroller funktioniert.

Schritt 4: Erstellen Sie das Programm

Kompilieren Sie das Projekt.Der Compiler wandelt den Quellcode in eine HEX-Datei um, die maschinenlesbare Datei, die vom Mikrocontroller verwendet wird.

Schritt 5: Schließen Sie den Programmierer an

Schließen Sie einen PICkit-Programmierer (PICkit 3 oder PICkit 4) über die ICSP-Pins (In-Circuit Serial Programming) an den Computer und den PIC16F887 an: VPP/MCLR, VDD, VSS, PGD, PGC.

Schritt 6: Laden Sie das Programm auf den Chip hoch

Öffnen Sie das Programmiertool in MPLAB X oder MPLAB IPE.Laden Sie die generierte HEX-Datei und klicken Sie dann auf „Programm“, um den Code in den Flash-Speicher des PIC16F887 zu übertragen.

Schritt 7: Überprüfen Sie die Programmierung

Nach der Programmierung überprüft die Software den Speicher, um sicherzustellen, dass das Programm erfolgreich geschrieben wurde.

Nach Abschluss führt der Mikrocontroller PIC16F887 bei jedem Einschalten die hochgeladene Firmware aus.

PIC16F887 Arbeiten im Schaltkreis

Das Diagramm zeigt den Mikrocontroller PIC16F887, der mit einem IR-Empfängermodul und einem 16×2-LCD-Display verbunden ist.Der Mikrocontroller dient als Hauptcontroller der Schaltung.Es empfängt digitale Signale vom IR-Empfänger, verarbeitet die Informationen mithilfe seines internen Programmspeichers und sendet Ausgangssignale an das LCD.

Der IR-Empfänger erkennt Infrarotsignale einer Fernbedienung und wandelt sie in elektrische Signale um, die der PIC16F887 über seinen Eingangspin lesen kann.Das LCD-Display ist mit mehreren I/O-Pins des Mikrocontrollers verbunden und ermöglicht so die Anzeige von Zeichen oder Daten.Ein 10-kΩ-Potentiometer passt den LCD-Kontrast an, während der PIC die Anzeige über die RS-, E- und Daten-Pins steuert.

PIC16F887 Mikrocontroller-Anwendungen

• Industrielle Steuerungssysteme

• Hausautomationssysteme

• Robotik-Controller

• Motorsteuerkreise

• Sensorschnittstellensysteme

• Digitale Datenerfassungssysteme

• Eingebettete Steuerungssysteme

• LCD-Display-Schnittstellensysteme

• Fernbedienungssysteme

• Mess- und Überwachungsgeräte

• Kommunikationsschnittstellensysteme

• Sicherheits- und Alarmsysteme

Vergleich: PIC16F887 vs. PIC16F877

Funktion	PIC16F887	PIC16F877
Hersteller	Mikrochip Technologie	Mikrochip Technologie
MCU-Familie	PIC16F	PIC16F
Kern Architektur	8-Bit-RISC	8-Bit-RISC
Befehlssatz	35 Anleitungen	35 Anleitungen
Maximale Uhr Geschwindigkeit	20 MHz	20 MHz
Programmspeicher Typ	Blitz	Blitz
Programmspeicher Größe	8K × 14 Wörter (14 KB)	8K × 14 Wörter (14 KB)
RAM	368 Bytes	368 Bytes
EEPROM	256 Bytes	256 Bytes
I/O-Pins	35	33
Gesamtzahl der Pins	40	40
ADC-Auflösung	10-Bit	10-Bit
ADC-Kanäle	14	8
Timer	3 Timer	3 Timer
PWM-Module	ECCP (Erweitert CCP)	KPCh
Erfassen/Vergleichen/PWM	Ja	Ja
Kommunikation Schnittstellen	I²C, SPI, USART	I²C, SPI, USART
MSSP-Modul	Ja	Ja
Analog Komparatoren	2	2
Spannung Referenz	Programmierbar CVREF	Grundlegende VREF
Intern Oszillator	Ja (Bis zu 8 MHz)	Nein (Extern erforderlich)
Betrieb Spannung	2,0 V – 5,5 V	4,0 V – 5,5 V
Watchdog-Timer	Ja	Ja
Brown-Out-Reset	Ja	Ja
Power-On-Reset	Ja	Ja
Energiesparmodi	Schlaf / ULPWU	Schlafen
Programmierung Unterstützung	ICSP	ICSP
Paketoptionen	PDIP, TQFP, QFN	PDIP, PLCC
Betrieb Temperatur	−40 °C bis +125 °C	−40 °C bis +85 °C
Technologie	NanoWatt Technologie	Standardbild Technologie
Erscheinungsjahr	Neuere Generation	Ältere Generation

Mechanische Abmessungen

Auswahl des PIC-Mikrocontrollers

Die Auswahl eines PIC-Mikrocontrollers hängt von den Anforderungen des eingebetteten Systems ab.Designer sollten die Verarbeitungsfähigkeit berücksichtigen, beispielsweise ob ein 8-Bit-, 16-Bit- oder 32-Bit-Gerät für die erforderlichen Leistungs- und Steuerungsaufgaben erforderlich ist.

Auch die Speichergröße ist wichtig.Der Mikrocontroller sollte über genügend Flash-Speicher, RAM und EEPROM verfügen, um das Programm zu speichern und Daten effizient zu verwalten.Peripheriefunktionen wie ADC, Timer, PWM und Kommunikationsschnittstellen (I²C, SPI, USART) sollten ebenfalls den Anforderungen der Schaltung entsprechen.

Auch Stromverbrauch und Betriebsspannung müssen berücksichtigt werden.Die Wahl eines PIC-Mikrocontrollers mit geeignetem Leistungsbereich und integrierter Peripherie trägt zur Vereinfachung des Schaltungsdesigns und zur Verbesserung der Systemzuverlässigkeit bei.

Hersteller von Mikrochips

Mikrochip-Technologie verfügt über starke Halbleiterfertigungskapazitäten, die Waferherstellung, Montage und Tests für eine breite Palette von Mikrocontrollern, analogen Geräten und eingebetteten Lösungen umfassen.Das Unternehmen betreibt fortschrittliche Fertigungsanlagen, die hochwertige Siliziumwafer produzieren und mehrere Verpackungstechnologien wie PDIP, QFN und TQFP unterstützen.Microchip unterhält außerdem strenge Qualitätskontrollen, Zuverlässigkeitstests und einen langen Produktlebenszyklus-Support, um eine stabile Versorgung und konstante Leistung für Industrie- und Elektroniksysteme sicherzustellen.

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Welche Programmiersprache wird üblicherweise für den Mikrocontroller PIC16F887 verwendet?

Der PIC16F887 wird am häufigsten in der Sprache C mit dem Microchip XC8-Compiler programmiert.Für die Low-Level-Steuerung kann auch die Assemblersprache verwendet werden, C wird jedoch bevorzugt, da sie die Entwicklung vereinfacht und die Lesbarkeit des Codes verbessert.

2. Wie viele digitale I/O-Pins hat der PIC16F887?

Der PIC16F887 bietet bis zu 35 programmierbare digitale I/O-Pins, verteilt auf mehrere Ports (PORTA–PORTE).Diese Pins können je nach Anwendungsanforderungen als Eingang oder Ausgang konfiguriert werden.

3. Unterstützt der PIC16F887 analoge Sensoreingänge?

Ja.Der PIC16F887 verfügt über einen 10-Bit-Analog-Digital-Wandler (ADC) mit bis zu 14 Eingangskanälen, der es ihm ermöglicht, analoge Signale von Sensoren zu lesen und sie zur Verarbeitung in digitale Werte umzuwandeln.

4. Welche Taktquellen können mit dem PIC16F887 verwendet werden?

Der PIC16F887 unterstützt sowohl einen internen Oszillator als auch externe Taktquellen wie Quarzoszillatoren oder Resonatoren.Der interne Oszillator kann bis zu 8 MHz erreichen, während externe Taktgeber bis zu 20 MHz betreiben können.

5. Wie viel Programmspeicher bietet der PIC16F887?

Der PIC16F887 verfügt über 8K × 14 Wörter Flash-Programmspeicher, der zum Speichern von Firmware verwendet wird.Dank des Flash-Speichers kann das Programm während der Entwicklung problemlos gelöscht und neu geschrieben werden.

6. Kann der PIC16F887 programmiert werden, ohne ihn aus dem Schaltkreis zu entfernen?

Ja.Der Mikrocontroller unterstützt In-Circuit Serial Programming (ICSP), sodass die Firmware programmiert oder aktualisiert werden kann, während das Gerät bereits auf der Leiterplatte montiert ist.

7. Welchen Zweck hat der Watchdog-Timer im PIC16F887?

Der Watchdog Timer (WDT) ist eine Sicherheitsfunktion, die den Mikrocontroller zurücksetzt, wenn das Programm nicht mehr reagiert oder hängen bleibt.Dies trägt dazu bei, einen stabilen Betrieb in eingebetteten Systemen aufrechtzuerhalten.

8. Welche Pakettypen sind für den PIC16F887 verfügbar?

Der PIC16F887 ist in verschiedenen Gehäusetypen erhältlich, darunter PDIP (40-Pin), TQFP (44-Pin) und QFN (44-Pin).Diese Optionen unterstützen sowohl Durchsteck- als auch Oberflächenmontagedesigns.

9. Wie reduziert der PIC16F887 den Stromverbrauch?

Das Gerät verfügt über stromsparende Funktionen wie den Schlafmodus und Ultra-Low-Power Wake-Up (ULPWU).Diese Funktionen reduzieren den Stromverbrauch, wenn der Mikrocontroller im Leerlauf ist.

10. Ist der PIC16F887 für Anfänger geeignet, die Mikrocontroller erlernen?

Ja.Der PIC16F887 gilt als einsteigerfreundlich, da er über eine einfache Architektur, allgemein verfügbare Entwicklungstools und eine umfassende Dokumentation verfügt, was es neuen Entwicklern erleichtert, die eingebettete Programmierung zu erlernen.