专家博文《改进传感器接口设计：全新的PIC18-Q41产品系列》

基于传感器的物联网设计通常需要采用模拟功能和数字控制功能的组合，以便满足市场针对小尺寸、低成本、低功耗和整体性能的一系列要求。PIC18-Q41可以轻松应对上述挑战，该系列单片机（MCU）集成了更多高级模拟外设和可配置外设，并且支持外设间连接，可在缩短信号采集时间的同时降低物料清单（BOM）成本。此外，它还配有统一且无缝的开发工具环境，可帮助设计人员将设计迅速推向市场。

这款全新的MCU系列有哪些不同之处？

我们推出的全新PIC18-Q41产品系列集成了运算放大器和功能强大的独立于内核的外设（CIP），专为紧凑型的高性能数据采集和传感器接口应用而设计。此外，借助带来更全面体验的配套开发工具，用户可以在硬件原型设计之前轻松配置外设和功能、生成应用程序代码以及仿真运算放大器电路，从而缩短开发时间并将设计迅速推向市场。这款MCU提供14引脚和20引脚两种紧凑型封装（包括3 x 3 mm VQFN），特别适合物联网边缘节点、医疗器械、可穿戴设备、LED照明、家庭自动化、汽车工业和工业过程控制。此外，对于Microchip的32位MCU和其他需要集成模拟功能的控制器而言，这款MCU也是绝佳的配套产品。

PIC18-Q41系列集成了精密的模拟外设，支持对信号进行放大、滤波和调理，适用于各类传感和测量应用。该系列MCU配有以下独特外设：

• 5.5 MHz增益带宽运算放大器（OPA）

• 过零检测（ZCD）

• 比较器

• 两个8位数模转换器（DAC）

• 带计算功能的12位模数转换器（ADCC）

此外，ADCC还可自动利用电容分压器（CVD）技术实现高级触摸传感、平均值处理、滤波、过采样和自动阈值比较，从而显著减少模拟信号链中的元件数量。

该系列的CIP不但促使MCU实现了小巧的外形和超低的功耗，还能够在无需CPU干预的情况下通过硬件实现诸多时间关键型和内核密集型任务。这有助于减少闪存的使用，并释放CPU来专门执行更复杂的系统任务或者进入休眠状态以实现节能。由于无需创建任何额外的代码，也无需使用任何额外的分立元件，因此可在简化设计的同时降低功耗、实现确定性响应时间以及缩短验证时间。

PIC18-Q41 MCU配备了丰富的CIP，如直接存储器访问（DMA）、可配置逻辑单元（CLC）、16位PWM和多个通信接口。利用CLC外设，不但可以指定信号组合作为逻辑功能的输入，还可以在内部连接定时器、脉冲宽度调制器（PWM）、串行端口和I/O引脚等外设，从而以前所未有的方式轻松实现硬件定制。CLC支持更高级别的集成，无需任何外部元件，因此可减小PCB尺寸并降低系统成本。更多信息，请参见图1中的系列框图。

开始您的设计

使用我们紧凑且经济高效的开发板（图2所示的PIC18F16Q41 Curiosity Nano评估工具包）可以快速构建原型。这款开发板具有完整的编程和调试功能以及预编程固件，可助您立即开始开发。PIC® MCU入门指南提供了易于上手的操作步骤，可助您快速启动项目。

为了帮助您缩短产品上市时间，PIC18-Q41系列支持与MPLAB®代码配置器（MCC）和MPLAB Mindi™模拟仿真器搭配使用，为您带来无缝的嵌入式开发体验。MCC是一个免费的图形编程环境，可以快速生成应用程序代码。它采用直观界面，可针对您的应用来使能和配置众多外设及功能。MCC集成在我们可下载的MPLAB X集成开发环境（IDE）中。MPLAB Mindi模拟仿真器可帮助您在硬件原型设计之前仿真模拟电路，从而缩短电路设计时间并降低设计风险。此外，我们还提供了示例代码和模拟仿真，可帮助您快速着手开发。