microchip單片機(jī)入門基礎(chǔ)知識(shí)（PIC單片機(jī)詳細(xì)資料）

PIC是美國(guó)Microchip公司生產(chǎn)的單片機(jī)系列產(chǎn)品型號(hào)的前綴。PIC單片機(jī)（Peripheral Interface Controller）是一種用來(lái)開(kāi)發(fā)和控制外圍設(shè)備的集成電路（IC）。一種具有分散作用（多任務(wù)）功能的CPU。與人類相比，大腦就是CPU，PIC 共享的部分相當(dāng)于人的神經(jīng)系統(tǒng)。

PIC單片機(jī)有計(jì)算功能和記憶內(nèi)存像CPU并由軟件控制運(yùn)行。然而，處理能力—般，存儲(chǔ)器容量也很有限，這取決于PIC的類型。但是它們的最高操作頻率大約都在20MHz左右，存儲(chǔ)器容量用做寫程序的大約1K—4K字節(jié)。

PIC單片機(jī)的特點(diǎn)

PIC系列單片機(jī)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)精煉，在所有單片機(jī)品種中是最容易學(xué)習(xí)、最容易應(yīng)用的單片機(jī)品種之一。 PIC單片機(jī)相比其它品種單片機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1） 哈佛總線結(jié)構(gòu)：

其設(shè)計(jì)異同于其它單片機(jī)之處是：不僅采用了哈佛體系結(jié)構(gòu)，而且還采用了哈佛總線結(jié)構(gòu)，在芯片內(nèi)部將數(shù)據(jù)總線和指令總線分離，并且采用不同的寬度，這樣做的好處在于，實(shí)現(xiàn)指令提取的“流水作業(yè)”，也就是在執(zhí)行一條指令的同時(shí)對(duì)下一條指令進(jìn)行取指操作，以便實(shí)現(xiàn)全部指令的單字節(jié)化，單周期化，從而有利于提高CPU執(zhí)行指令的速度。

如下圖結(jié)構(gòu)：

（2） 指令單字節(jié)化

因?yàn)閿?shù)據(jù)總線和指令總線是分離的，并且采用了不同的寬度，所以程序存儲(chǔ)器ROM和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM的尋址空間（即地址編碼空間）是互相獨(dú)立的，而且兩種存儲(chǔ)器寬度也不同。這種設(shè)計(jì)既可以確保數(shù)據(jù)的安全性，還可提高運(yùn)行速度和實(shí)現(xiàn)全部指令的單字節(jié)化。

（3） 精簡(jiǎn)指令集（RISC）技術(shù)

PIC系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)（就是該單片機(jī)所能識(shí)別的全部指令的集合，叫做指令系統(tǒng)或者指令集，Instruction set）只有35條指令，易學(xué)好用。而MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)共有111條指令。

（4） 尋址方式簡(jiǎn)單

尋址方式就是尋找操作數(shù)的方法。PIC系列單片機(jī)只有4種尋址方式（即寄存器間接尋址、立即數(shù)尋址、直接尋址和位尋址），容易掌握，而MCS-51單片機(jī)則有7種尋址方式。

（5） 代碼壓縮率高

1KB的存儲(chǔ)器空間，對(duì)于像MCS-51單片機(jī)，大約只能存放600條指令，而對(duì)于PIC系列單片機(jī)則能夠存放的指令條數(shù)可達(dá)1024條。

（6） 運(yùn)行速度高

由于采用了哈佛總線結(jié)構(gòu)，以及指令的讀取和執(zhí)行采用了流水作業(yè)方式，使得運(yùn)行速度大大提高，在所有8位機(jī)中，PIC17CXX是目前世界上速度最快的品種之一。

（7） 功耗低

PIC系列單片機(jī)的功率消耗極低，是目前世界上最低的單片機(jī)品種之一。在4MHz時(shí)鐘下工作時(shí)耗電不超過(guò)2mA，在睡眠模式下耗電可以低到1μA以下。

（8） 驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)

I/O端口驅(qū)動(dòng)負(fù)載的能力較強(qiáng)，每個(gè)I/O引腳吸入和輸出電流的最大值可分別達(dá)到25mA和20mA，能夠直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管LED、光電耦合器或者微型繼電器等。

（9） I2C和SPI串行總線端口

PIC系列單片機(jī)的一些型號(hào)具備I2C和SPI串行總線端口。I2C（Inter IC bus，也可以記為IIC）和SPI（Serial peripheral interface）分別是由Philips公司和Motorola公司發(fā)明的兩種串行總線技術(shù)，是在芯片之間實(shí)現(xiàn)同步串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)，利用這些串行總線端口可以方便靈活地?cái)U(kuò)展一些必要的外圍器件。

（10） 外接電路簡(jiǎn)潔

PIC系列單片機(jī)內(nèi)集成了上電復(fù)位電路、I/O引腳上拉電路、看門狗定時(shí)器等，可以最大程度地減少或免用外接器件，以便實(shí)現(xiàn)“純單片”應(yīng)用，這樣即方便開(kāi)發(fā)，也可以節(jié)省電路板空間和制造成本。

PIC單片機(jī)系列介紹

PIC單片機(jī)目前有8位系列、16位系列和32位系列，簡(jiǎn)單介紹如下：

8位機(jī)系列：

早期一次性編程的有PIC12Cxxxx系列、PIC16CXXX系列，目前不推薦使用，但還有一些老產(chǎn)品在用，所以還有出貨。

目前的FLASH系列產(chǎn)品，PIC10FXXX、PIC12FXXX、PIC16FXXX，PIC18FXXXX等，PIC10F/PIC12F屬于低檔8位單片機(jī)，某些系列帶8BIT AD口，價(jià)格低，體積小，適合一些小應(yīng)用，PIC16F屬于中檔8位單片機(jī)，大多數(shù)帶10BIT AD口，還有諸如CCP，SPI，I2C，UART等外設(shè)端口，價(jià)格適中，出貨量大，PIC18F系列屬于高檔8位單片機(jī)，價(jià)格偏高，小批量購(gòu)買的價(jià)格和16位單片機(jī)差不多。當(dāng)然外設(shè)功能豐富。

8位機(jī)的C編譯器，PIC10，12，16系列目前的主流編譯器是HI-TECH的PICC，18系列的主流編譯器有HI-TECH的PICC18及PICC18MCHP自己的PICC18，均為收費(fèi)軟件，但有評(píng)估板或限制版供免費(fèi)下載使用。

16位單片機(jī)系列：

有dsPIC30F系列，dsPIC33FJ系列，PIC24F系列，PIC24H系列

dsPIC30F及dsPIC33FJ系列是MCHP推出的帶DSP內(nèi)核的高性能數(shù)字信號(hào)控制器，被稱為“DSC”，dsPIC30F是5V供電系統(tǒng)，33FJ系列是3.3V供電系統(tǒng)。適合需要一些高速處理AD信號(hào)的場(chǎng)合，其中33FJXXXGPXXX系列適合音頻數(shù)字信號(hào)處理，33FJXXXMCXXX及30F系列適合馬達(dá)控制場(chǎng)合。

PIC24F系列及PIC24H系列是普通的16BIT MCU，適合一些要求較高的應(yīng)用場(chǎng)合。

16位單片機(jī)共用一種C編譯器：MCHP自己的PICC30及HI-TECH的PICC30，收費(fèi)軟件，同樣有限制版或試用版供下載免費(fèi)使用。

32位單片機(jī)系列：

PIC32系列為MCHP在2007年發(fā)布的一個(gè)系列高端單片機(jī)系列，最高工作頻率80MHz，