PIC16F886 8-Bit-Mikrocontroller-Datenblatthandbuch

In diesem Artikel wird der PIC16F886-Mikrocontroller besprochen, einschließlich seiner Pinbelegung, der Organisation des Programmspeichers, eines Arbeitsschaltkreisbeispiels, Anwendungen, technischer Spezifikationen, Hauptfunktionen und eines Vergleichs mit anderen Mikrocontrollern.

Katalog

PIC16F886 8-Bit-Mikrocontroller Basic

Die PIC16F886 ist ein 8-Bit-Mikrocontroller, der von Microchip Technology entwickelt wurde und Teil der beliebten PIC16-Familie ist.Es integriert eine CPU, einen Flash-Programmspeicher, RAM, EEPROM und mehrere Peripheriemodule in einem einzigen kompakten Chip.Das Gerät ist für eingebettete Steuerungssysteme konzipiert, die eine zuverlässige Verarbeitung, flexible Eingabe-/Ausgabesteuerung und einen geringen Stromverbrauch erfordern.

Dieser Mikrocontroller bietet 14 KB Flash-Programmspeicher, 368 Byte RAM und 256 Byte EEPROM zum Speichern von Daten.Er arbeitet mit einer Taktfrequenz von bis zu 20 MHz und unterstützt einen Betriebsspannungsbereich von 2,0 V bis 5,5 V, wodurch er für eine Vielzahl digitaler Designs geeignet ist.Der Chip umfasst außerdem mehrere Kommunikationsschnittstellen wie USART, SPI und I²C sowie Timer und andere integrierte Module.Der PIC16F886 verfügt außerdem über 24 programmierbare I/O-Pins und einen 11-Kanal-10-Bit-ADC, wodurch er sowohl digitale als auch analoge Signale effizient verarbeiten kann.

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PIC16F886 8-Bit-Mikrocontroller-CAD-Modelle

PIC16F886-I/SS Symbol, Fußabdruck und 3D-Modell.

PIC16F886 8-Bit-Mikrocontroller-Pinbelegung

Pin Nein.	Pin Name	Beschreibung
1	RE3 / MCLR / VPP	Meister klar (Reset-)Eingang und Programmierspannungs-Pin
2	RA0 / AN0 / ULPWU / C12IN0−	Analoger Eingang Kanal 0 / Aufwecken mit extrem geringem Stromverbrauch
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 Eingang / Komparatorausgang
7	RA5 / AN4 / SS / C2OUT	Analoger Eingang / SPI-Slave-Auswahl
8	VSS	Boden
9	RA7 / OSC1 / CLKIN	Oszillatoreingang / externer Takteingang
10	RA6 / OSC2 / CLKOUT	Oszillator Ausgang / Taktausgang
11	RC0 / T1OSO / T1CKI	Timer1 Oszillatorausgang / Takteingang
12	RC1 / T1OSI / CCP2	Timer1 Oszillatoreingang / Capture-Compare-PWM
13	RC2 / P1A / CCP1	PWM-Ausgang / Capture-Compare-Modul
14	RC3 / SCK / SCL	SPI-Takt / I²C Uhr
15	RC4 / SDI / SDA	SPI-Dateneingabe / I²C-Daten
16	RC5 / SDO	SPI-Datenausgabe
17	RC6 / TX / CK	USART-Übertragung / Synchronuhr
18	RC7 / RX / DT	USART empfangen / Daten
19	VSS	Boden
20	VDD	Positive Kraft Versorgung
21	RB0 / AN12 / INT	Extern Interrupt-Eingang
22	RB1 / AN10 / P1C / C12IN3−	Analoger Eingang / PWM-Ausgang
23	RB2 / AN8 / P1B	Analoger Eingang / PWM-Ausgang
24	RB3 / AN9 / PGM / C12IN2−	Analoger Eingang / Niederspannungsprogrammierung
25	RB4 / AN11 / P1D	Analoger Eingang / PWM-Ausgang
26	RB5 / AN13 / T1G	Analoger Eingang / Torsteuerung Timer1
27	RB6 / ICSPCLK	Im Stromkreis Serielle Programmieruhr
28	RB7 / ICSPDAT	Im Stromkreis Serielle Programmierdaten

Alternativen und gleichwertiges Modell

• PIC16F882

• PIC16F883

• PIC16F884

• PIC16F887

• PIC16F873A

• PIC16F876A

• PIC18F883

PIC16F886 Programmspeicherzuordnung

Der PIC16F886-Programmspeicher ist in einem 8K × 14-Bit-Flash-Speicherbereich organisiert, der von einem 13-Bit-Programmzähler (PC) adressiert wird <12:0>).Das bedeutet, dass der Mikrocontroller auf Adressen von 0000h bis 1FFFh zugreifen kann.Der Programmspeicher ist in vier Seiten unterteilt, von denen jede 2K Wörter enthält.Seite 0 reicht von 0000h bis 07FFh, Seite 1 von 0800h bis 0FFFh, Seite 2 von 1000h bis 17FFh und Seite 3 von 1800h bis 1FFFh.Der Reset-Vektor befindet sich an der Adresse 0000h, wo das Programm nach einem Reset mit der Ausführung beginnt.Der Interrupt-Vektor befindet sich bei 0004h, wohin der Mikrocontroller springt, wenn ein Interrupt auftritt.

Das Diagramm zeigt auch den Hardware-Return-Stack, der zum Speichern von Return-Adressen verwendet wird, wenn das Programm Anweisungen wie CALL, RETURN, RETLW oder RETFIE ausführt.Der PIC16F886 verfügt über einen 8-stufigen tiefen Stack, was bedeutet, dass er bis zu acht Rücksprungadressen speichern kann.Jedes Mal, wenn eine Unterroutine oder ein Interrupt auftritt, wird der aktuelle Programmzählerwert auf den Stapel gelegt.Wenn die Routine beendet ist, wird die gespeicherte Adresse vom Stapel entfernt, sodass das Programm an der richtigen Stelle fortfahren kann.Dieser Stack arbeitet automatisch und verwendet keinen allgemeinen RAM.

Funktionsblockdiagramm

Technische Spezifikationen

PIC16F886-I/SS-Spezifikationen.

Kategorie	Spezifikation
Hersteller	Mikrochip Technologie
Serie	PIC® 16F
Teilestatus	Aktiv
Kernprozessor	Bild
Kerngröße	8-Bit
Maximale Geschwindigkeit	20 MHz
Programmspeicher Größe	14 KB (8K × 14)
Programmspeicher Typ	Blitz
EEPROM-Größe	256 × 8
RAM-Größe	368 × 8
Anzahl der E/A Stifte	24
Konnektivität Schnittstellen	I²C, SPI, UART/USART
Peripheriegeräte	Brown-out Erkennen/Zurücksetzen, POR, PWM, WDT
Datenkonverter	11-Kanal, 10-Bit-ADC
Betrieb Spannung (Vcc/Vdd)	2,0 V – 5,5 V
Oszillatortyp	Intern
Betrieb Temperatur	−40 °C bis +85 °C
Montageart	Oberflächenmontage
Paket/Koffer	28-SSOP (0,209", 5,30 mm Breite)
Lieferantengerät Paket	28-SSOP
Verpackung	Rohr
DigiKey Programmierbar	Verifiziert
Basisprodukt Nummer	PIC16F886

Umfangreiche Funktionen und Vorteile

Hochleistungs-RISC-Architektur

Der PIC16F886 verwendet eine leistungsstarke RISC-CPU mit nur 35 einfachen Anweisungen, was die Programmierung einfacher und effizienter macht.Die meisten Befehle werden in einem einzigen Zyklus ausgeführt, was eine schnelle Verarbeitung mit einer Betriebsgeschwindigkeit von bis zu 20 MHz ermöglicht.Die Architektur umfasst außerdem einen 8-stufigen Hardware-Stack und unterstützt direkte, indirekte und relative Adressierungsmodi.

Flexible Takt- und Oszillatoroptionen

Der Mikrocontroller verfügt über einen internen Präzisionsoszillator, der werkseitig auf eine Genauigkeit von ±1 % kalibriert ist.Benutzer können per Software verschiedene Betriebsfrequenzen von 8 MHz bis 31 kHz auswählen.Es unterstützt außerdem die Taktumschaltung, die Erkennung von Quarzfehlern und den Start mit zwei Geschwindigkeiten für eine verbesserte Zuverlässigkeit.

Umfangreiche Peripherieintegration

PIC16F886 integriert mehrere Peripheriegeräte wie analoge Komparatoren, Timer, PWM-Module und Kommunikationsschnittstellen.Es enthält außerdem einen 10-Bit-A/D-Wandler mit bis zu 11 Eingangskanälen und eignet sich somit für analoge Signalüberwachungs- und Steuerungsaufgaben.

Erweiterte Timer- und PWM-Funktionen

Das Gerät verfügt über mehrere Timer, darunter 8-Bit- und 16-Bit-Timer/Zähler mit programmierbaren Vorteilern.Erweiterte Erfassungs-, Vergleichs- und PWM-Module unterstützen eine präzise Signalmessung und -erzeugung mit einer PWM-Auflösung von bis zu 10 Bit und Frequenzen von bis zu 20 kHz.

Integrierte Kommunikationsschnittstellen

PIC16F886 unterstützt über sein MSSP-Modul mehrere Kommunikationsprotokolle wie USART, SPI und I²C.Über diese Schnittstellen kann der Mikrocontroller problemlos mit Sensoren, Speichergeräten und anderen Mikrocontrollern kommunizieren.

Zuverlässige Systemschutzfunktionen

Das Gerät verfügt über Sicherheitsfunktionen wie Power-on Reset (POR), Brown-out Reset (BOR), Watchdog Timer (WDT) und Power-up Timer (PWRT).Diese Funktionen tragen dazu bei, einen stabilen Betrieb sicherzustellen und das System vor Spannungsschwankungen und Softwarefehlern zu schützen.

Betrieb mit geringem Stromverbrauch

PIC16F886 ist für energieeffiziente Anwendungen konzipiert.Es bietet einen niedrigen Standby-Strom, ein Aufwecken mit extrem geringem Stromverbrauch und mehrere Schlafmodi.Aufgrund dieser Fähigkeiten eignet es sich für batteriebetriebene und energieempfindliche Geräte.

Hochleistungsspeicher und Debug-Unterstützung

Der Mikrocontroller verfügt über einen langlebigen Flash- und EEPROM-Speicher mit langer Datenspeicherung.Es unterstützt serielle In-Circuit-Programmierung (ICSP) und In-Circuit-Debugging, was Entwicklung, Tests und Firmware-Updates vereinfacht.

PIC16F886 Arbeiten im Schaltkreis

PIC16F886-Mikrocontroller, der ein 20×4-LCD-Display steuert und die Temperatur von einem Sensor liest.Der Mikrocontroller wird von einer +5-V-Versorgung gespeist, während ein 0,1-µF-Kondensator zur Stabilisierung der Stromversorgung beiträgt.Ein 8-MHz-Quarzoszillator mit zwei 22-pF-Kondensatoren liefert das Taktsignal, das für den Betrieb des PIC16F886 erforderlich ist.

Das LCD-Modul ist mit mehreren I/O-Pins des PIC16F886 verbunden, um Informationen anzuzeigen.Ein 10-kΩ-Potentiometer passt den LCD-Kontrast an, sodass die Zeichen deutlich auf dem Bildschirm angezeigt werden.

An den Analogeingang RA0/AN0 ist ein Temperatursensor LM34DZ angeschlossen.Der Sensor gibt eine auf der Temperatur basierende Spannung aus, die der PIC16F886 mithilfe seines 10-Bit-ADC liest.Der Mikrocontroller wandelt das Signal in digitale Daten um und zeigt die Temperatur auf dem LCD an.

Die Schaltung umfasst außerdem einen ICSP-Header für die Programmierung und eine Reset-Taste, die mit dem MCLR-Pin verbunden ist, um das System bei Bedarf neu zu starten.

PIC16F886 Vielfältige Einsatzmöglichkeiten

• Industrielle Steuerungssysteme

• Temperaturüberwachungssysteme

• Projekte zur Anbindung von LCD-Displays

• Hausautomationsgeräte

• Motorsteuerungsanwendungen

• Datenerfassungssysteme

• Entwicklung eingebetteter Systeme

• Sensorschnittstellenprojekte

• Unterhaltungselektronikgeräte usw.

PIC16F886 im Vergleich zu anderen Mikrocontrollern

Funktion	PIC16F886	PIC16F887	ATmega328P	PIC18F4520
Kern Architektur	8-Bit-PIC	8-Bit-PIC	8-Bit-AVR	8-Bit-PIC
Maximale Uhr Geschwindigkeit	20 MHz	20 MHz	20 MHz	40 MHz
Programmspeicher	8K × 14 Blitz	8K × 14 Blitz	32 KB Flash	32 KB Flash
SRAM	368 Bytes	368 Bytes	2 KB	1,5 KB
EEPROM	256 Bytes	256 Bytes	1 KB	256 Bytes
I/O-Pins	24	35	23	36
ADC-Auflösung	10-Bit	10-Bit	10-Bit	10-Bit
ADC-Kanäle	11	14	6	13
Kommunikation Schnittstellen	I²C, SPI, USART	I²C, SPI, USART	I²C, SPI, USART	I²C, SPI, USART
Timer	Mehrere 8-Bit / 16-Bit	Mehrere 8-Bit / 16-Bit	3 Timer	Mehrere Timer
Betrieb Spannung	2,0 V – 5,5 V	2,0 V – 5,5 V	1,8 V – 5,5 V	2,0 V – 5,5 V
Paketoptionen	28-polig	40-polig / 44-polig	28-polig	40-polig / 44-polig
Typisch Anwendungen	Eingebettet Steuerung, Sensoren, LCD-Projekte	Größer eingebettet Systeme	Arduino-basiert Projekte	Fortgeschritten eingebettete Steuerung

Mechanische Abmessungen

Hersteller

Mikrochip-Technologie stellt den PIC16F886 mithilfe fortschrittlicher CMOS-Halbleiterfertigungsprozesse her, die für zuverlässige eingebettete Steuergeräte entwickelt wurden.Das Unternehmen integriert leistungsstarke RISC-Architektur, Flash-Programmspeicher, analoge Peripheriegeräte und Kommunikationsmodule durch präzise Wafer-Herstellungs- und Testverfahren auf einem einzigen Chip.Microchip wendet außerdem eine strenge Qualitätskontrolle, automatisierte Montage und elektrische Überprüfung an, um eine stabile Leistung über alle industriellen Temperaturbereiche hinweg sicherzustellen.Zu ihren Fertigungsmöglichkeiten gehören die Chipproduktion in großen Stückzahlen, die Unterstützung eines langen Produktlebenszyklus und die In-Circuit-Programmierkompatibilität, sodass Entwickler und Hersteller den PIC16F886 problemlos in eine Vielzahl eingebetteter und industrieller elektronischer Systeme integrieren können.

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Wie programmiert man den Mikrocontroller PIC16F886?

Der PIC16F886 kann mit MPLAB X IDE und einem kompatiblen Programmiergerät wie PICkit programmiert werden.Die Firmware wird in C oder Assembly geschrieben, kompiliert und über die ICSP-Schnittstelle (In-Circuit Serial Programming) hochgeladen.

2. Welche Programmiersprachen können mit PIC16F886 verwendet werden?

Normalerweise verwenden Entwickler Embedded C mit Compilern wie MPLAB XC8, obwohl die Assemblersprache auch für eine Steuerung auf niedriger Ebene und eine optimierte Leistung verwendet werden kann.

3. Welche Entwicklungstools werden für PIC16F886-Projekte benötigt?

Zu den gängigen Tools gehören MPLAB X IDE, der XC8-Compiler, ein PICkit-Programmierer/Debugger und Simulationstools zum Testen von Code vor der Hardwareimplementierung.

4. Unterstützt der PIC16F886 den PWM-Ausgang?

Ja, der PIC16F886 enthält Capture/Compare/PWM (CCP)-Module, die es ihm ermöglichen, PWM-Signale für Anwendungen wie Motorsteuerung, LED-Dimmung und Leistungsregelung zu erzeugen.

5. Wie viele Timer sind im PIC16F886 verfügbar?

Der PIC16F886 enthält mehrere Timer wie Timer0, Timer1 und Timer2, die zur Zeitmessung, Ereigniszählung und Erzeugung von Verzögerungen in eingebetteten Anwendungen verwendet werden können.

6. Kann der PIC16F886 mit einem internen Oszillator betrieben werden?

Ja, der Mikrocontroller verfügt über einen eingebauten internen Oszillator, der ohne externen Quarz betrieben werden kann, wodurch die Anzahl der Komponenten reduziert und das Schaltungsdesign vereinfacht wird.

7. Welche Arten von Interrupts werden von PIC16F886 unterstützt?

Der PIC16F886 unterstützt mehrere Interrupt-Quellen, darunter externe Interrupts, Timer-Interrupts, ADC-Interrupts und Kommunikationsmodul-Interrupts.

8. Wie lange behält der Flash-Speicher PIC16F886 Daten?

Der Flash-Programmspeicher speichert Daten in der Regel viele Jahre lang und unterstützt Tausende von Lösch-/Schreibzyklen, was ihn für langfristige eingebettete Anwendungen zuverlässig macht.