PIC單片機大總結

PIC單片機(Peripheral Interface Controller)是一種用來(lái)開(kāi)發(fā)的去控制外圍設備的集成電路(IC)。一種具有分散作用(多任務(wù))功能的CPU。與人類(lèi)相比，大腦就是CPU，PIC 共享的部分相當于人的神經(jīng)系統。

PIC 單片機是一個(gè)小的計算機

PIC單片機有計算功能和記憶內存像CPU并由軟件控制允行。然而，處理能力—存儲器容量卻很有限，這取決于PIC的類(lèi)型。但是它們的最高操作頻率大約都在20MHz左右，存儲器容量用做寫(xiě)程序的大約1K—4K字節。

時(shí)鐘頻率與掃描程序的時(shí)間和執行程序指令的時(shí)間有關(guān)系。但不能僅以時(shí)鐘頻率來(lái)判斷程序處理能力，它還隨處理裝置的體系結構改變(1*)。如果是同樣的體系結構，時(shí)鐘頻率較高的處理能力會(huì )較強。

這里用字來(lái)解釋程序容量。用一個(gè)指令(2*)表示一個(gè)字。通常用字節(3*)來(lái)表示存儲器(4*)容量。一個(gè)字節有8位，每位由1或0組成。 PIC16F84A單片機 的指令由14位構成。當把1K個(gè)子轉換成位為：1 x 1,024 x 14 = 14,336位。再轉換為字節為：14,336/(8 x 1,024) = 1.75K。在計算存儲器的容量時(shí)，我們規定 1G 字節 = 1,024M 字節, 1M 字節 = 1,024K 字節, 1K 字節= 1,024 字節. 它們不是以1000為倍數，因為這是用二進(jìn)制計算的緣故。

1. 計算機的物理結構,包括組織結構、容量、該計算機的CPU、存儲器以及輸入輸出設備間的互連。經(jīng)常特指CPU的組織結構,包括它的寄存器、標志、總線(xiàn)、算術(shù)邏輯部件、指令譯碼與執行機制以及定時(shí)和控制部件。

2. 指出某種操作并標識其操作數(如果有操作數的話(huà))的一種語(yǔ)言構造

3. 作為一個(gè)單位來(lái)操作(運算)的一個(gè)二進(jìn)制字符串,通常比計算機的一個(gè)字短。

4. 處理機內的所有可尋址存儲空間以及用于執行指令的其它內存儲器。

在計算存儲器的容量時(shí)，我們規定 1G 字節 = 1,024M 字節, 1M 字節 = 1,024K 字節, 1K 字節= 1,024 字節. 它們不是以1000為倍數，因為這是用二進(jìn)制計算的緣故。

用PIC單片機使電路做的很小巧變得可能。

因為PIC單片機可以把計算部分、內存、輸入和輸出等都做在一個(gè)芯片內。所以她工作起來(lái)效率很高、功能也自由定義還可以靈活的適應不同的控制要求，而不必去更換不同的IC。這樣電路才有可能做的很小巧。

二、PIC系列單片機有什么優(yōu)勢?

1)PIC最大的特點(diǎn)是不搞單純的功能堆積，而是從實(shí)際出發(fā)，重視產(chǎn)品的性能與價(jià)格比，靠發(fā)展多種型號來(lái)滿(mǎn)足不同層次的應用要求。就 實(shí)際而言，不同的應用對單片機功能和資源的需求也是不同的。比如，一個(gè)摩托車(chē)的點(diǎn)火器需要一個(gè)I/O較少、RAM及程序存儲空間不大、可靠性較高的小型單 片機，若采用40腳且功能強大的單片機，投資大不說(shuō)，使用起來(lái)也不方便。PIC系列從低到高有幾十個(gè)型號，可以滿(mǎn)足各種需要。其中，PIC12C508單 片機僅有8個(gè)引腳，是世界上最小的單片機.

該型號有512字節ROM、25字節RAM、一個(gè)8位定時(shí)器、一根輸入線(xiàn)、5根I/O線(xiàn)，市面售價(jià)在3-6元人人民幣。這樣一款單片機在象摩托車(chē)點(diǎn) 火器這樣的應用無(wú)疑是非常適合。PIC的高檔型號，如PIC16C74(尚不是最高檔型號)有40個(gè)引腳，其內部資源為ROM共4K、192字節RAM、 8路A/D、3個(gè)8位定時(shí)器、2個(gè)CCP模塊、三個(gè)串行口、1個(gè)并行口、11個(gè)中斷源、33個(gè)I/O腳。這樣一個(gè)型號可以和其它品牌的高檔型號媲美。

2)精簡(jiǎn)指令使其執行效率大為提高。PIC系列8位CMOS單片機具有獨特的RISC結構，數據總線(xiàn)和指令總線(xiàn)分離的哈佛總線(xiàn)(Harvard)結構，使指令具有單字長(cháng)的特性，且允許指令碼的位數可多于8位的數據位數，這與傳統的采用CISC結構的8位單片機相比，可以達到2:1的代碼壓縮，速度提高4倍。

3)產(chǎn)品上市零等待(Zero time to market)。采用PIC的低價(jià)OTP型芯片，可使單片機在其應用程序開(kāi)發(fā)完成后立刻使該產(chǎn)品上市。

4)PIC有優(yōu)越開(kāi)發(fā)環(huán)境。OTP單片機開(kāi)發(fā)系統的實(shí)時(shí)性是一個(gè)重要的指標，象普通51單片機的開(kāi)發(fā)系統大都 采用高檔型號仿真低檔型號，其實(shí)時(shí)性不盡理想。PIC在推出一款新型號的同時(shí)推出相應的仿真芯片，所有的開(kāi)發(fā)系統由專(zhuān)用的仿真芯片支持，實(shí)時(shí)性非常好。就 我個(gè)人的經(jīng)驗看，還沒(méi)有出現過(guò)仿真結果與實(shí)際運行結果不同的情況。

5)其引腳具有防瞬態(tài)能力,通過(guò)限流電阻可以接至220V交流電源,可直接與繼電器控制電路相連,無(wú)須光電耦合器隔離，給應用帶來(lái)極大方便。

6)徹底的保密性。PIC以保密熔絲來(lái)保護代碼，用戶(hù)在燒入代碼后熔斷熔絲，別人再也無(wú)法讀出，除非恢復熔絲。目前，PIC采用熔絲深埋工藝，恢復熔絲的可能性極小。

7)自帶看門(mén)狗定時(shí)器，可以用來(lái)提高程序運行的可靠性。

8)睡眠和低功耗模式。雖然PIC在這方面已不能與新型的TI-MSP430相比，但在大多數應用場(chǎng)合還是能滿(mǎn)足需要的。

三、PIC單片機與MCS-51系列單片機的區別

應該說(shuō)有三個(gè)主要特點(diǎn)：

(1)總線(xiàn)結構:MCS-51單片機的總線(xiàn)結構是馮-諾依曼型,計算機在同一個(gè)存儲空間取指令和數據,兩者不能 同時(shí)進(jìn)行;而PIC單片機的總線(xiàn)結構是哈佛結構,指令和數據空間是完全分開(kāi)的,一個(gè)用于指令,一個(gè)用于數據,由于可以對程序和數據同時(shí)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn),所以提高 了數據吞吐率。正因為在PIC單片機中采用了哈佛雙總線(xiàn)結構，所以與常見(jiàn)的微控制器不同的一點(diǎn)是：程序和數據總線(xiàn)可以采用不同的寬度。數據總線(xiàn)都是8位 的，但指令總線(xiàn)位數分別位12、14、16位。

(2)流水線(xiàn)結構:MCS-51單片機的取指和執行采用單指令流水線(xiàn)結構,即取一條指令,執行完后再取下一條指令;而PIC的取指和執行采用雙指令流水線(xiàn)結構,當一條指令被執行時(shí),允許下一條指令同時(shí)被取出,這樣就實(shí)現了單周期指令。

(3)寄存器組:PIC單片機的所有寄存器,包括I/O口,定時(shí)器和程序計數器等都采用RAM結構形式,而且都只需要一個(gè)指令周期就可以完成訪(fǎng)問(wèn)和操作;而MCS-51單片機需要兩個(gè)或兩個(gè)以上的周期才能改變寄存器的內容。