《单片机入门知识-PIC为例》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机入门知识-PIC为例（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、PIC单片机原理及应用2005.12*1内容提要 l单片机概述lPIC单片机的特色lPIC单片机的程序设计Date2单片机概述单片机正名为：微控制器MCU ，MicroController Unit据权威机构统计，2001世界单片机年产量7高于70 亿片，中国大陆的单片机年需求量约6亿片，每年16% 的速度增长 ；2002年仅8位单片机销售额高达45亿美 元；预计2004年和2006年8位单片机的销售额分别达到 54亿和60亿美元。一辆 RMW 7 系列宝马轿车中嵌入了63片单片机 。MOTOROLA公司估计到2010年平均每人每天接触 到多达351片甚至更多的单片机。Date3单片机概述何为
2、单片机：将CPU、RAM、ROM、I/O等集成在一块集成电路 芯片上。单片机具有性能高、速度快、体积小、价格低稳定 可靠、应用广泛、通用性强等突出优点。输 入 设 备输 出 设 备运算器控制器存储器微型计算机基本结构CPUROMRAMI/O一般单片机内部结构总 线Date4单片机概述“凡能想到的地方，单片机都可以用得上”电信家用电器计算机外围设备办公自动化工业控制遥控彩电电路方块图商用电子玩具仪器仪表汽车电子军用电子 红外接收头遥控器单片机射频、视频音频、电源传统功能电路Date5单片机概述硬件结构上和指令设置上的独特之处存储器 ROM 和 RAM 严格分工；采用面向控制的指令系统；输入输出（
3、I/O）端口引脚通常设计有多种功能；品种规格的系列化；单片机的硬件功能具有广泛的通用性。Date6PIC 单片机的特色v 哈佛总线结构PIC 系列单片机代表着单片机发展的新动向CPUROM RAMI/O普通单片机内部（冯.诺伊曼）结构总 线888b8bROMCPURAMI/OPIC单片机内部（哈佛）结构数据总线8b12b16b8取指 执行 取指 执行 取指 执行取指 执行 ； 取指 执行 RISC ：CISC ：Date7PIC 单片机的特色v 指令单字节化PIC 系列单片机代表着单片机发展的新动向数据总线和指令总线分离，ROM和RAM寻址空间互相独立 ，宽度不同。确保数据安全性、提高运行速度
4、和实现全部指令单字节化 。MCS-51系列ROM和RAM都是8位，指令长度13字节，长短不一！PIC12C50X/PIC16C5X 系列单片机的指令字节为12位；PIC16C6X/7X / 8X 系列单片机的指令字节为14位；PIC17CXX 系列单片机的指令字节为16位；Date8PIC 单片机的特色v 精简指令集（RISC）技术PIC 系列单片机代表着单片机发展的新动向PIC系列单片机的指令系统只有35条指令，常用约20条好学、易用；绝大多数为单周期指令，执行速度快！MCS-51系列单片机指令系统有111条指令！Date9PIC 单片机的特色v 寻址方式简单PIC 系列单片机代表着单片机发
5、展的新动向PIC系列单片机只有4种寻址方式寄存器间接寻址、立即数寻址、直接寻址和位寻址MCS-51 系列单片机则有7种寻址方式！Date10PIC 单片机的特色v 代码压缩率高PIC 系列单片机代表着单片机发展的新动向1K字节的存储器空间PIC系列单片机能够存放1024条指令MCS-51 系列单片机大约只能存放600条指令相对代码大小1.001.292.102.241.511.55MCCPICCOP800ST8268HC058051Z86典型单片机代码紧凑性比较图Date11PIC 单片机的特色v 运行速度高PIC 系列单片机代表着单片机发展的新动向采用哈佛的总线结构，指令的读取和执行采用流水
6、作业方式 ！PIC17CXX是目前世界上速度最快的品种之一相对执行速度1.000.1080.0460.1360.2120.30FastestPICCOP800ST8268HC058051Z86典型单片机运行速度比较图20MHz20MHz20MHz8MHz4.2MHz12MHzDate12PIC 单片机的特色v 功耗低PIC 系列单片机代表着单片机发展的新动向PIC单片机是世界上功耗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1A 以下。Date13PIC 单片机的特色v 驱动能力强PIC 系列单片机代表着单片机发展的新动向I/O端口驱动负载强，每个I/
7、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。Date14PIC 单片机的特色v I2 和 SPI 串行总线端口PIC 系列单片机代表着单片机发展的新动向I2（Inter IC Bus）和 SPI（ Seril Peripheral Interface）是在 芯片之间实现同步串行数据传输的技术。方便灵活的扩展 外围器件，大大简化单片机应用系统的结构，极易形成产 品电路的模块化结构。大屏幕彩电中都引入了I2技术。Date15PIC 单片机的特色v 寻址空间设计简单PIC 系列单片机代表着单片机发展的新动向PIC系列单片机的
8、程序、堆栈、数据三者各自采用互相独 立的寻址（或地址编码）空间；而且程序、堆栈的地址安排不需要用户操心。Date16PIC 单片机的特色v 外接电路简洁PIC 系列单片机代表着单片机发展的新动向PIC系列单片机片内集成了上电复位电路、I/O引脚上拉电 路、看门狗定时器等，可以最大程度的减少或免用外接器 件，以便实现“纯单片”应用。Date17PIC 单片机的特色v 开发方便PIC 系列单片机代表着单片机发展的新动向微芯片公司研制了多种版本的软件仿真器和软件综合集成 开发环境（MPLABIDE），对于PIC系列中任一款单片 机的开发，都可以借助于一套免费的软件综合开发环境， 实现程序编程和模拟仿
9、真。各档次的硬件仿真器和程序烧写器（或称编程器），价格 在500元 2000元不等。Date18PIC 单片机的特色v C语言编程PIC 系列单片机代表着单片机发展的新动向对于掌握了C语言的用户，微芯片公司还提供了C语言编 译程序，使用C语言进行程序设计，可以大大提高工作效 率Date19PIC 单片机的特色v 品种丰富高级、中级、基础级PIC 系列单片机代表着单片机发展的新动向PIC系列单片机目前已形成多个层次、数百个型号。片内 功能从简单到复杂，封装形式从8脚到64脚，可以满足各 种不同的应用需求。也就是说，PIC最大的特点是不搞单纯的功能堆积，而是 从实际出发，重视产品的性能与价格比，靠
10、发展多种型号 来满足不同层次的应用要求。比如，一个摩托车的点火器需要一个I/O较少、RAM及程序存储空间不大、 可靠性较高的小型单片机，若采用40脚且功能强大的单片机，投资大不说， 使用起来也不方便。PIC12C508单片机仅有8个引脚，是世界上最小的单片机。 Date20PIC 单片机的特色v 品种丰富高级PIC 系列单片机代表着单片机发展的新动向产品系列主要特性工艺特点PIC17C4XPIC17C4XAPIC17CR4X16位指令系统 8位数据线 多种中断 DC 25MHz时钟 最快160ns指令周期 1个指令周期完成8位乘法运算 高性价比（可替代某些DSP）OTP/EPROMOTP/EP
11、ROMROM（掩模 ）Date21PIC 单片机的特色v 品种丰富中级PIC 系列单片机代表着单片机发展的新动向产品系列主要特性工艺特点PIC16C6X PIC16C6XA PIC16CR6X PIC16C62X PIC16C7X PIC16C8X PIC16F8X PIC16CR8X PIC16C9XX PIC11400014位指令系统 8位数据线 多种中断 DC 25MHz时钟 最快200ns指令周期 8位A/D（ PIC16C7X） 复位锁定 E2PROM （ PIC16C8X） LCD驱动 （ PIC16C9XX） 混合信号处理（ PIC14000）OTP/EPROM OTP/EPRO
12、M （+）OTP/EPROM （C）E2PROM Flash ROM （掩模）OTP/EPROM （LCD ） OTP/EPROM （） Date22PIC 单片机的特色v 品种丰富基础级PIC 系列单片机代表着单片机发展的新动向产品系列主要特性工艺特点PIC16C5XPIC16CR5PIC12C5XX12位指令系统 8位数据线 DC 25MHz时钟 最快200ns指令周期 有8脚封装（PIC12C5XX） 极低价格OTP/EPROMROM（掩模）OTP/EPROM（8脚封装）Date23PIC 单片机的特色v 程序存储器版本齐全PIC 系列单片机代表着单片机发展的新动向 带窗口的EPROM和
13、带FLASH芯片，适合程序反复修改 的开发阶段； 一次编程（OPT）的EPROM芯片，适合于小批量试生 产和快速上市的阶段； ROM掩模型芯片，适合大批量定型产品的规模化生产 。Date24PIC 单片机的特色v 可靠性和程序的保密性PIC 系列单片机代表着单片机发展的新动向 自带看门狗定时器，可以用来提高程序运行的可靠性 彻底的保密性。PIC以保密熔丝来保护代码，用户在烧 入代码后熔断熔丝，别人再也无法读出，除非恢复熔丝。 目前，PIC采用熔丝深埋工艺，恢复熔丝的可能性极小。Date258引脚闪存8位CMOS单片机PIC12F629/675性能概述 仅35条指令；除跳转指令外都为单周期； D
14、C20MHz时钟；DC200ns指令周期 32KHz时工作电流典型值8.5uA;待机nA级； 高精度内部 4MHz 1% 振荡器； 电压3.0V时，将CPU从休眠模式唤醒需要5us； 宽工作电压范围；有扩展级温度范围； POR、PWRT、OST、BOD、WOT、MCLR；引脚电平变化触发中断；独立可编程弱上拉； 耐久性闪存/EEPROM存储单元；达10万次； 6个双向I/O；675有10位A/D；双定时器 Date26PIC12F629/675系统结构与工作原理v PIC12F629/675简化结构框图PO RTFlash程序存储器1K * 14RAM寄存器64*88级堆栈13位定时器0定时器
15、1A/D转换器上电延时定时器振荡器启动延时上电复位看们狗定时器掉电复位监视定时器指令译码 与控制时钟发生器FSR寄存器状态寄存器W 寄存器运算单元指令寄存器EEPROM128字节T1G T1CKI T0CKIGP0/AN0/CIN+GP1/AN1/CIN-VREFGP2/AN2/T0CK/INT/COUTGP3/MCLR/VPPGP4/AN3/T1G/OSC2/CLKOUTGP5/T1CKI/OSC1/CLKIN程序计数器PC内部 4MHz 振荡器AN0 AN1 AN2 AN3比 较 器参考电压CIN- CIN+ COUT Date27PIC12F629/675系统结构与工作原理v PIC12
16、F629/675时钟和指令周期时序Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q4 OSC1Q1Q2Q3Q4PC取指（PC）执行（PC-1 ）取指（PC+1 ） 执行（PC）取指（PC+2 ） 执行（PC+1 ）Date28PIC12F629/675系统结构与工作原理v PIC12F629/675程序存储器组织结构CALL, RETURN RETFIE, RETLWPC （12：0）堆栈1堆栈8复位矢量中断矢量片内程序存储器未用13用 户 存 储 器 空 间0000h0004h 0005h 03FFh 0400h 1FFFhDate29PIC12F629/675系统结构与工作原理v PIC12F629/675数据存储器组织结构00间接寻址间接寻址TMR0OPTIONPCLPCLSTATUSSTATUSADCON0ANSEL
