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microchip单片机入门基础知识

来源:未知     作者:威廉希尔     发布时间:2020-01-14 07:30         

  PIC是美国Microchip公司生产的单片机系列产品型号的前缀。PIC单片机(Peripheral Intece Controller)是一种用来开发和控制外围设备的集成电(IC)。一种具有分散作用(多任务)功能的CPU。与人类相比,大脑就是CPU,PIC 共享的部分相当于人的神经系统。

  PIC单片机有计算功能和记忆内存像CPU并由软件控制运行。然而,处理能力—般,存储器容量也很有限,这取决于PIC的类型。但是它们的最高操作频率大约都在20MHz左右,存储器容量用做写程序的大约1K—4K字节。

  PIC系列单片机的硬件系统设计简洁,指令系统设计精炼,在所有单片机品种中是最容易学习、最容易应用的单片机品种之一。 PIC单片机相比其它品种单片机有以下优点:

  其设计异同于其它单片机之处是:不仅采用了哈佛体系结构,而且还采用了哈佛总线结构,在芯片内部将数据总线和指令总线分离,并且采用不同的宽度,这样做的好处在于,实现指令提取的“流水作业”,也就是在执行一条指令的同时对下一条指令进行取指操作,以便实现全部指令的单字节化,单周期化,从而有利于提高CPU执行指令的速度。

  因为数据总线和指令总线是分离的,并且采用了不同的宽度,所以程序存储器ROM和数据存储器RAM的寻址空间(即地址编码空间)是互相的,而且两种存储器宽度也不同。这种设计既可以确保数据的安全性,还可提高运行速度和实现全部指令的单字节化。

  PIC系列单片机的指令系统(就是该单片机所能识别的全部指令的集合,叫做指令系统或者指令集,InstrucTIon set)只有35条指令,易学好用。而MCS-51单片机指令系统共有111条指令。

  寻址方式就是寻找操作数的方法。PIC系列单片机只有4种寻址方式(即寄存器间接寻址、立即数寻址、直接寻址和位寻址),容易掌握,而MCS-51单片机则有7种寻址方式。

  1KB的存储器空间,对于像MCS-51单片机,大约只能存放600条指令,而对于PIC系列单片机则能够存放的指令条数可达1024条。

  由于采用了哈佛总线结构,以及指令的读取和执行采用了流水作业方式,使得运行速度大大提高,在所有8位机中,PIC17C是目前世界上速度最快的品种之一。

  PIC系列单片机的功率消耗极低,是目前世界上最低的单片机品种之一。在4MHz时钟下工作时耗电不超过2mA,在睡眠模式下耗电可以低到1μA以下。

  I/O端口驱动负载的能力较强,每个I/O引脚吸入和输出电流的最大值可分别达到25mA和20mA,能够直接驱动发光二极管LED、光电耦合器或者微型继电器等。

  PIC系列单片机的一些型号具备I2C和SPI串行总线C(Inter IC bus,也可以记为IIC)和SPI(Serial peripheral intece)分别是由Philips公司和Motorola公司发明的两种串行总线技术,是在芯片之间实现同步串行数据传输的技术,利用这些串行总线端口可以方便灵活地扩展一些必要的外围器件。

  PIC系列单片机内集成了上电复位电、I/O引脚上拉电、看门狗定时器等,可以最大程度地减少或免用外接器件,以便实现“纯单片”应用,这样即方便开发,也可以节省电板空间和制造成本。

  早期一次性编程的有PIC12Cx系列、PIC16CX系列,目前不推荐使用,但还有一些老产品在用,所以还有出货。

  目前的FLASH系列产品,PIC10FX、PIC12FX、PIC16FX,PIC18F等,PIC10F/PIC12F属于低档8位单片机,某些系列带8BIT AD口,价格低,体积小,适合一些小应用,PIC16F属于中档8位单片机,大多数带10BIT AD口,还有诸如CCP,SPI,I2C,UART等外设端口,价格适中,出货量大,PIC18F系列属于高档8位单片机,价格偏高,小批量购买的价格和16位单片机差不多。当然外设功能丰富。

  8位机的C编译器,PIC10,12,16系列目前的主流编译器是HI-TECH的PICC,18系列的主流编译器有HI-TECH的PICC18及PICC18MCHP自己的PICC18,均为收费软件,但有评估板或版供免费下载使用。

  dsPIC30F及dsPIC33FJ系列是MCHP推出的带DSP内核的高性能数字信号控制器,被称为“DSC”,dsPIC30F是5V供电系统,33FJ系列是3.3V供电系统。适合需要一些高速处理AD信号的场合,其中33FJXGPX系列适合音频数字信号处理,33FJXMCX及30F系列适合马达控制场合。

  16位单片机共用一种C编译器:MCHP自己的PICC30及HI-TECH的PICC30,收费软件,同样有版或试用版供下载免费使用。

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