PIC单片机架构

第一章PIC系列单片机概述1.1 PIC单片机简单介绍1.2 PIC单片机的特点PIC 是美国Microchip 公司所生产的单片机系列产品型号前缀，其硬件系统设计简洁，指令系统设计精炼。

它是最容易学、最容易掌握、最容易应用的单片机之一。

●（1）哈佛总线结构●普通单片机----普林斯顿体系结构其程序存储器和数据存储器统一编址，也就是两种存储器位于同一个逻辑空间里。

其指令总线和数据总线是共用的即时分复用。

●●PIC单片机采用哈佛体系结构其程序存储器和数据存储器独立编址，也就是两种存储器位于不同逻辑空间里。

（MCS-51采用哈佛体系结构，但他们与CPU之间传递信息必须共用一条总线。

）PIC单片机还采用哈佛总线结构：及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。

如图1-2（a)●（2）指令字节化指令字节和数据字节分别用不同的字节宽度代表。

图1.2 架构比较●（3）精简指令集（RISC)技术（单片机所能识别的所有指令的集合）●PIC的指令系统或指令集约有75条指令。

MCS-51有111条。

●（4）寻址方式简单，寻址空间独立寻找操作数的方式PIC只有4种即寄存器直接寻址、寄存器间接寻址、立即数寻址、和位寻址。

MCS-51有7种方式。

PIC程序、数据、堆栈各自采用独立的地址空间。

●(5)代码压缩率高，运行速度高，功耗低，驱动能力强。

●端口吸入电流：25mA,输出电流：20mA 一般驱动能力60~70mA●代码压缩率指相同程序存储器空间所能容纳有效指令的数量。

例如1KB程序存储量空间，MCS-51系列存放500多条指令，而对PIC系列单片机存放多达1024条。

●(6)I2C 和SPI串行总线结构I2C ：Inter IntegratedCircuit SPI:Serial Peripheral Interface 分别是由PHILIPS 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1.3 PIC18系列的内部结构1.4 几种常见的PIC18系列单片机微控制器（单片机）：将中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、输入/输出端口I/O等主要的计算机部件，都集成在一块集成电路芯片上，从而形成一部完整的微型计算机。

PIC单片机原理及应用第三版课程设计一、前言PIC单片机原理及应用是一门非常重要的课程，它是在电子工程、计算机科学等领域中必须学习的基础课程之一。

本文将介绍PIC单片机的原理和应用，并且将会介绍一份课程设计，希望对读者有所帮助。

二、PIC单片机的原理单片机是一种集成电路，它包含了一些用于控制和处理数据的硬件设备。

PIC单片机是由美国微芯科技公司（Microchip Technology Inc.）生产的，是一种非常流行的单片机，它广泛应用于各种计算机和电子系统中。

PIC单片机的结构包括三个部分：处理器核心、外围设备和存储器。

1. 处理器核心PIC单片机的处理器核心采用RISC（Reduced Instruction Set Computing，精简指令集）结构，该结构在指令的执行速度和效率方面相对较高。

PIC单片机的处理器核心包括了一个15位或33位的存储器指针、一个独立的数据寄存器和一个常量移位器等。

2. 外围设备PIC单片机的外围设备包括了很多种外设，比如通用输入/输出端口（GPIO）、模拟模块、定时器、计数器、USART（通用异步收发传输器）等。

这些外设可以用于很多种不同的应用中。

3. 存储器PIC单片机的存储器包括了程序存储器和数据存储器两种。

程序存储器存储了单片机的指令和程序，而数据存储器可以存储程序中用到的数据。

三、PIC单片机的应用PIC单片机在很多领域都有着广泛的应用，包括电子、工业、计算机等。

1. 电子应用在电子应用领域中，PIC单片机由于体积小、功耗低、成本低等优点，被广泛应用于各种控制系统、智能家居、数字音频处理等方面。

2. 工业应用在工业应用领域中，PIC单片机被用于控制和监控各种工业设备和生产过程。

比如说，一些自动化工厂中的计数器、条码扫描器、工艺控制器等都是由PIC单片机控制的。

3. 计算机应用在计算机应用领域中，PIC单片机和各种其他的硬件设备一起被用于开发各种类型的计算机系统。

1.3.3本书实验套件电路图的解读从功能上讲实验套件电路图可以分为十一个功能模块，下面分别介绍之。

1、单片机和仿真、下载器接口这个部分是整个电路板的核心，包含了PIC单片机及其辅助电路。

实验套件可以使用40或28引脚DIP封装PIC单片机（虽然图1.3.1没有画出28引脚的PIC单片机，但读者可以在实验套件实物中找到它的位置）。

由于大多数8位PIC单片机的引脚兼容，读者其实可以在实验套件上使用上述封装的任意型号的PIC16或PIC18单片机，尽管PIC18系列属于PIC 高档单片机。

图1.3.3实验套件的单片机和仿真、下载器接口部分这部分电路还包含4MHz和32.768KHz的两套晶振电路。

4MHz的XTAL是主振荡器，用于提供单片机系统工作时钟。

如果读者希望更改单片机的工作频率可以更换该晶振。

32.768KHz的晶振连接在定时计数器TIMER1的外接晶体引脚上，用来为TIMER1提供第二个时钟源。

PROG是一个六脚的插座，用来提供单片机仿真和串行下载的接口，读者可以在这个接口上连接ICD2等调试下载工具。

初学者在硬件设计时往往忘记留出调试接口，但如果没有它们，单片机软件是很难开发成功的。

复位键KEYreset、电容Crest和电阻Rrest构成了单片机的复位电路，关于其他更加复杂可靠的复位电路的设计方法，读者可以参考本书十二章的相关叙述。

电容C5和C8是单片机电源去耦电容，这两个电容也常常为初学者所忽视，其实它们对于提高单片机系统的可靠性具有重要意义。

40脚的PIC16F877A有两对电源引脚：32和31，11和12，分别位于40引脚DIP单片机的两侧。

在印制电路板上放置单片机电源去耦电容时，应该让它们尽量靠近这两对电源引脚。

2、功能选择跳线实验套件上的跳线端子和跳线器（帽）如图1.3.4所示。

注意要有汉字和箭头标志图1.3.4 跳线端子和跳线器跳线器其实是短路器，它的宽度是2.54mm（100mil）。

pic的分类PIC的分类PIC（Programmable Integrated Circuit）是一种可编程集成电路，它可以根据用户的需求进行编程，实现不同的功能。

PIC的分类可以根据不同的标准进行划分，下面将从不同的角度介绍PIC的分类。

一、按照应用领域分类1. 工业控制领域：PIC在工业控制领域中应用广泛，如自动化生产线、机器人等。

2. 通信领域：PIC在通信领域中也有很多应用，如手机、调制解调器等。

3. 汽车电子领域：PIC在汽车电子领域中也有很多应用，如发动机控制、车载娱乐系统等。

4. 家电领域：PIC在家电领域中也有很多应用，如电视、洗衣机、冰箱等。

二、按照架构分类1. 8位架构：8位架构的PIC是最早的PIC，它的指令集非常简单，适合于一些简单的应用。

2. 16位架构：16位架构的PIC具有更强的处理能力和更多的存储空间，适合于一些复杂的应用。

3. 32位架构：32位架构的PIC具有更高的处理能力和更大的存储空间，适合于一些高性能的应用。

三、按照封装形式分类1. DIP封装：DIP封装的PIC是最常见的封装形式，它的引脚是直插式的，容易插拔。

2. SOP封装：SOP封装的PIC是一种表面贴装封装形式，它的体积小，适合于一些空间受限的应用。

3. QFN封装：QFN封装的PIC是一种无引脚封装形式，它的体积更小，适合于一些超小型应用。

四、按照存储器分类1. OTP型：OTP型的PIC只能被编程一次，适合于一些需要保密的应用。

2. Flash型：Flash型的PIC可以被多次编程，适合于一些需要频繁更新程序的应用。

3. EEPROM型：EEPROM型的PIC可以被多次编程，且不需要整片擦除，适合于一些需要频繁修改数据的应用。

综上所述，PIC的分类可以从应用领域、架构、封装形式和存储器等多个角度进行划分。

在实际应用中，我们需要根据具体的需求选择合适的PIC，以达到最佳的性能和效果。

PIC单片机程序设计的基本结构框架为了快速掌握PIC 单片机源程序的基本结构，这里给出一个典型的程序结构框架。

建立源程序时首先用伪指令TITLE 提供程序的标题，接着给出整个程序的总说明，并用列表伪指令LIST 指定所用单片机型号和文件输出格式，再利用INCLUDE 伪指令读入MPASM 中提供的定义文件如《P16F84INC》，然后对片内常用资源进行定义，再给出一般程序的基本结构框架。

现举例如下。

TITLEThis is；程序标题；程序说明LISTP=16F84，F=1NHX8M；include p16F84.inc－config_RC_Qsc ＆_WDT_0FF；资源定义和变量定义STATUS EQU 03FSR EQU 04PORTA EQU 05PORTB EQU 06J EQU 01F K EQU 01E ；ORG 0000 ；goto MAIN ；跳过中断矢量ORG 0004goto INTSRV；子程序入口地址；MAIN；从0005H 开始放主程序call Initports ；端口初始化call InitTimers；定时器初始化INTSRV ；中断服务程序区SVBRTH；子程序区END；程序结束符当然，在编写程序时可根据实际情况加以调整。

下面是一份实际程序清单，要求将数据88H 写入PIC16F84 内部EEPROM 的20H 单元，而后再从20H 单元将其读出。

LIST P=16F84，F=INHX8M；STATUS EQU 03；定义寄存器EEDATA EQU 08EEADR EQU 09 INTCON EQU 0BH EECON1 EQU 88H EECON2 EQU 89H ；RD EQU 0；定义位WR EQU 1RP0 EQU 5GIE EQU 7；ORG 0 GOTO WRSTART；ORG 10H WRSTART。

pic单片机中文手册摘要：一、引言二、单片机的概念与特点三、PIC 单片机的发展历程四、PIC 单片机的内部结构1.中央处理器2.存储器3.输入输出端口4.定时器/计数器5.中断系统五、PIC 单片机的指令集1.指令格式2.寻址方式3.指令功能六、PIC 单片机的应用领域七、PIC 单片机的开发工具与方法八、结论正文：一、引言单片机（Microcontroller Unit, MCU）是一种集成了CPU、存储器、外设接口等多种功能于一体的微型计算机。

近年来，随着科技的飞速发展，单片机在我国得到了广泛的应用，特别是在工业控制、通信、家电等领域。

其中，PIC 单片机以其高性能、低功耗和易扩展性等特点，受到广大开发者的青睐。

本文将对PIC 单片机进行详细的介绍。

二、单片机的概念与特点单片机是一种集成电路，它将CPU、存储器、外设接口等多种功能集成在一块芯片上，具有体积小、成本低、功耗低、功能强大等特点。

单片机的出现，极大地推动了计算机和电子技术的普及和发展。

三、PIC 单片机的发展历程PIC 单片机起源于1980 年代，由美国Microchip 公司推出。

自那时以来，PIC 单片机经历了多个版本的发展，从最初的PIC16C5X 到现在的PIC24FJXXXGPX06A，性能得到了极大的提升。

四、PIC 单片机的内部结构PIC 单片机的内部结构主要包括中央处理器、存储器、输入输出端口、定时器/计数器、中断系统等部分。

1.中央处理器：PIC 单片机的核心部分，负责程序的执行和数据处理。

2.存储器：包括程序存储器和数据存储器，用于存储程序代码和数据。

3.输入输出端口：负责与外部设备进行数据交换。

4.定时器/计数器：用于计时、计数等功能。

5.中断系统：可以响应外部设备或内部模块产生的中断信号，实现程序的跳转和执行。

五、PIC 单片机的指令集PIC 单片机的指令集包括指令格式、寻址方式和指令功能三个方面。

1.指令格式：PIC 单片机的指令格式为14 位二进制代码。

PIC单片机原理及应用
8.1PIC单片机的构成
PIC单片机最基本的构成是由微处理器（CPU）、存储器、晶振和其他外围电路组成。

其中，CPU是PIC单片机的中心，控制单片机的工作，它由程序存储器、指令译码器、32位运算寄存器和位处理器等组成。

程序存储器存放PIC单片机的程序代码，是指令译码器的输入。

指令译码器将程序中的指令译码成机器指令，然后控制其它组成部分的运行。

32位运算寄存器处理和存储数据，可以实现32位的逻辑运算。

位处理器处理特定位操作，例如AND、OR、NOT等操作。

存储器是PIC单片机实现控制功能的重要组成部分，它储存PIC单片机执行程序时产生的控制信息和数据。

PIC单片机的存储器可分为ROM，RAM和EEPROM。

ROM是只读存储器，用于储存固定的程序代码。

RAM是随机存取存储器，用于存放程序临时产生的数据。

EEPROM是可编程无极存储器，用于储存用户自定义的数据和程序。

晶振用于提供PIC单片机的时钟信号，它的工作频率是内部振荡器的4倍，与PIC单片机的主频有关。