MIPS架構下PIC32單片機的UART通信

1 PIC32系列單片機簡(jiǎn)介
PIC32系列單片機是Microchip Technology Inc．(美國微芯科技公司)推出的高性能32位單片機，它是以MIPS32架構為基礎設計的。目前推出的PIC32MX3XX分支為通用型，PIC32MX4XX分支帶有USB功能，PIC32MX5XX分支帶有USB和CAN功能，PIC32MX6XX分支帶有USB和Ethernet功能，PICMX7XX分支則帶有USB、CAN和Ethernet功能。PIC32系列單片機采用哈佛結構，帶有5級流水線(xiàn)，工作頻率最高80 MHz；具有高效指令架構、高性能硬件乘法器／累加器及多至8組32個(gè)內核寄存器，可實(shí)現1．56一款DMIPS／MHz的運行速度。此外，PIC32系統具有指令和ROM數據預取緩沖器的64字節高速緩存，128位寬的閃存，可縮短單個(gè)指令的取指時(shí)間，支持MIPSl6e 16位指令集構架，可最多減少40％的代碼。
PIC32系列單片機包括了閃存范圍從32 KB到512 KB的可擴展器件，片上RAM從8 KB到128 KB，引腳與64／100引腳的16位單片機PIC24FJ-XXXGA系列兼容，新推出的PIC32MX5XX／6XX／7XX提供XBGA的封裝。另外，PIC32系列單片機帶有豐富的外設資源――5個(gè)定時(shí)器、16路通道的10位A／D轉換器及通信接口，即SPI、I2C、UART和PMP，同時(shí)PIC32還有集成的CRC計算功能和基于模式的傳輸終端選擇功能的DMA控制器。此外，PIC32MX5／6／7系列包括10／100 Mbps以太網(wǎng)、CAN2．0b控制器、USB主設備／從設備和OTG。
PIC32系列單片機不僅比PIC 8位、16位單片機速度更快、性能更強，同時(shí)相對于A(yíng)RM系列的32位單片機也具有一定的優(yōu)勢。雖然Microc-hip能選擇的MISP 4K最高時(shí)鐘頻率只有80 MHz，但是由于MIPS內核簡(jiǎn)潔，多家處理器評估機構確認PIC32的處理能力總體性能更高，而且PI-C32的指令多為單周期指令，比多周期指令執行速度更迅捷。PIC32系列單片機多達128 KB的RAM，使其在數據處理上更具優(yōu)。Microchip微公司還有一個(gè)非常獨特的優(yōu)勢，就是該公司所有8、16和32位的器件都是充分兼容的，所有的這些全系列的產(chǎn)品使用的都是同樣的開(kāi)發(fā)工具，單一的開(kāi)發(fā)環(huán)境，軟件庫也是全面兼容的，這對于客戶(hù)更為方便。此外，Ashling、Green Hills及Hi-Tech提供了完整工具鏈支持，CM-X、Exp-ress Logic等提供RTOS支持，EasyGUI、Segger、RamTeX及Micrium等提供繪圖工具支持。值得一提的是，微芯公司為開(kāi)發(fā)人員準備了入門(mén)工具包，示例源文件，同時(shí)免費提供了如USB、TCP／IP協(xié)議棧，以及Graphics和FATl6文件系統開(kāi)發(fā)的中間件模塊。PIC32的MPLAB C32編譯器包括了16位Microchip MCU兼容的軟件外設函數庫，以更加方便快捷地使用外沒(méi)模塊。PIC32系列單片機的結構框圖如圖1所示。

Microchip集成開(kāi)發(fā)工具支持所有PIC32型號單片機，包括MPLAB集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)、MPLAB C32 C編譯器、MPLAB REAL ICE仿真系統、MPLAB ICD2在線(xiàn)調試器及Explore 16開(kāi)發(fā)板等。PIC32系列單片機要求MAPLAB IDE版本要在8．0以上，現最新版本為8．43，MAPLAB IDE軟件可以從微芯公司官方網(wǎng)站www．microchip．com免費下載。MPLAB ICD2在線(xiàn)調試器是一款低價(jià)位的PIC開(kāi)發(fā)工具，可設置一個(gè)1次斷點(diǎn)，調試能力較弱。MPLAB ICD3保留了與Microchip RJ-11接口的向后兼容，可輕松連接目標板，迅速進(jìn)行器件編程；可多達1000個(gè)軟件斷點(diǎn)，2～5．5 V工作電壓；可支持最低2．0 V的低電壓調試，具有高速的編程能力，比MPLAB ICD2的編程速度快5～15倍。MPLAB REALICE仿真系統能夠支持標準和先進(jìn)的調試功能，如復雜斷點(diǎn)、應用代碼的追蹤和數據采集、代碼執行計時(shí)及實(shí)時(shí)變量監控。新推出的MPLAB PM3通用器件編程器支持全部的PIC器件產(chǎn)品及最新dsPIC30系列的編程。但是MPLAB REAL ICE，ICD3和PM3價(jià)格都比較昂貴，ICD2盡管功能有限，但價(jià)格便宜，可實(shí)現PIC32系列的編程仿真。關(guān)于具體PIC32各型號單片機所支持的編程器、仿真器、編譯器以及各版本的IDE所支持的PIC系列型號可以在MPLAB IDE(8．0版本以上)的Configure『Select device…進(jìn)行查看。