PIC单片机原理及应用

PIC单片机软件开发技巧

2008-09-18 15:45:11 作者：中国矿业大学 胡伊兰 程 红；中国科学院自动化研究所 岳红强 来源：单片机及嵌入式系统应用

笔者的项目是有关机器人控制的实现。控制部分采用PICl6F7X系列单片机，运用汇编语言编程，运行速度较快，能够达到系统的要求。在这里使用的大多是数字信号的控制，电机的控制只有开和合两种状态。在动作的过程中需要两只手臂、身体、头部、脚部等的协调动作。整个控制系统比较复杂，因而在PIC程序编写和空间分配方面需要注意一些问题。

1 动作标志位的使用

在整个控制中，组合的动作很多，当所有动作定位都通过光电开关控制时，在程序编写上就有一些问题。如要求左手上升到鼓掌位、右手上升到举手位(手初始位置在最下的放下位)，光电开关0有效(即为0时是挡住)，到达正确位置。用简单的理解可以写成下面的程序：

list P=16c73

call lefthandup

call righthandup

LO call readinsignal

bdss csl_v，1efthandligbts

call lefthandstop

btfsc csl_v，righthandlight4

goto L0

call righthandstop

L1 call readinsignal

btfsc csl_v，lefthandlight3

goto L1

call lefthandstop

：

lefthandlight表示光电开关，由此判断是否到相应的位置。1表示在手臂最下面的位置；2表示在手臂的握手位置；3表示在手臂的鼓掌位置；4表示在手臂的高举手位置。上面程序描写左手臂上升到举手位置和右手臂上升到鼓掌位置并停止的过程。先判断左手到达否，到达则左手停止，接着看右手是否到达举手位，到达则停止，否则循环上述的检测，直到左手到达鼓掌位，右手到达举手位。

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公司生产的16C72是一款基于EPROM的8位高性能微控制器。与其它价格相当的微控制器相比，它在执行速度和代码压缩方面都有很大的改进。因为随时可以买到需要的OPT（一次性编程）产品，因而缩短了利用PIC16C73举行产品设计开发的周期。

PIC16C73微控制器所具有的优越性能主要归功于它的精简命令集（RISC）和所采纳的哈佛（Harvard）结构，它具有分别的程序储器空间（12位宽命令）和数据存储器空间（8位宽数据）。同时可运用两级流水线命令举行取数和执行，除了跳转命令需要两个周期外，其余全部的命令都可在单周期内执行。

PIC16C73分别的程序和数据空间可使命令字优化为随意宽度，从而使命令具有单字长的特性，且允许命令码的数据位数多于8位，这样，就可达到2：1的代码压缩和4：1的速度。 2 结构特点及工作原理

PIC16C73 PIC16xx系列微控制器中的一种，它由高性能RISC结构的CPU、存储器、I/O接口和复位等组成。其内部结构图1所示。

2.1 外部结构特点

PIC16C73是28脚双列直插式大规模集成芯片，其引脚罗列2所示。各引脚功能如下：

OSC1/CLKIN：为晶体输入/外部时钟源输入引脚。

OSC2/CLKOUT：晶体振荡器输出/外部时钟源输出引脚。在晶体振荡器方式下，接晶体或陶瓷振荡器；在RC振荡方式，输出1/4fosc。

MCLR/Vpp：芯片复位/编程输入脚，复位时，低电平有效。

RA0/AN0～RA5/AN4/SS：复用引脚，RA0～RA5为双向数据线；AN0～AN4为A/D输入输出通道；RA5～AN4/SS还可作为同步串口用法。

雎　ＰＩＣ单片机的应用设计技巧　■同济大学　黄世泽　曾萍　郭其一　美国微芯公司（Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｃ．）开发的　ＣＭ０Ｓ工艺ＰＩＣ系列８位单片机（ＲＩＳＣ微控制器），特别　是采用内置第二代Ｆｌａｓｈ存储器（４０年存储寿命）的微控　制器在快速应用方面具有独到之处。由于其易用性和高　可靠性，该系列微控制器稳居８位单片机全球出货量之　首。ＰＩＣ系列单片机具有指令集简洁、简单易学、速度高、　功能强、功耗低、价格低廉、体积小巧、适用性好及抗干扰　能力强等特点，大量应用于汽车电气控制、电机控制、工业　控制仪表和仪表、通信、家电、玩具、低功耗的测控应用等　领域，在国内越来越受到广大设计者的欢迎，微芯公司的　单片机已经成为目前单片机世界的主流产品。　ＰＩＣ　８位单片机内已经包含运算器、存储器、Ａ／Ｄ、　ＰＷＭ、输入和输出Ｉ／Ｏ（灌电流可达２５　ｍＡ）、通信等常用　接口，自由灵活的定义功能可以适应不同的控制要求，而　不必增加额外的ＩＣ芯片。这样电路结构很简单，开发周　期将大为缩短。　ＰＩＣ１６系列单片机属于ＰＩＣ　８位单片机的中级型产　品，采用１４位的ＲＩＳＣ指令系统。笔者使用ＰＩＣ１６Ｆ７１６　单片机设计了一个电动机保护器，在设计过程中遇到很多　问题，通过多方查找资料以及向Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ公司技术人员　寻求支持，问题一一得到解决。现将部分问题记录如下，　与大家一起探讨。　１　ＩＣＤ２作为程序烧写的使用　１．１　ＩＣＤ２简介　ＭＰＩ　ＡＢ　ＩＣＤ２在线调试器是一款低价位的ＰＩＣ开发　工具。它利用Ｆｌａｓｈ工艺芯片的程序区自读写功能来实　现仿真器调试功能；使用的软件平台是Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ的　ＭＰＬＡＢ　ＩＤＥ（集成开发环境软件包），兼容Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＮＴ、　Ｗｉｎｄｏｗｓ　２０００和Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＸＰ等操作系统。其通信接口　方式可以是ＵＳＢ（最高可达２　Ｍｂ／ｓ）或ＲＳ一２３２串行接口　方式；工作电压范围为２．０～５．５　Ｖ，可支持最低２．０　Ｖ的　低压调试．　ＭＰＩ　ＡＢ　ＩＣＤ２可以支持大部分Ｆｌａｓｈ工艺的芯片。　它不仅可以用作调试器，同时还可以作为开发型的烧写器　使用。　１．２　ＩＣＤ２作为烧写器时的配置　烧写芯片的方式有两种：普通烧写和在线烧写。在线　烧写是适合大批量生产方式的烧写办法。使用在线烧写　时通常用户都已经把芯片焊到了板上，此时就要求用户板　上有预留的烧写接口。用户板上的接口是通过一条６芯　的扁平电缆与ＩＣＤ２主机上同样的接口一一对应连接的。　图１显示了ＭＰＩ　ＡＢ　ＩＣＤ２与目标板上模块连接插座的互　连状况。　图１　ＭＰＬＡＢ　ＩＯＤ２与目标板的连接　ＩＣＤ连接插座有６个引脚，但只使用了其中的５个引　脚，分别是ＶＤＤ（电源）、Ｖｓｓ（地）、Ｖｐｐ（编程电压）、ＰＧＣ　（同步时钟）和ＰＧＤ（数据）。　１．３　ＩＣＤ２作为烧写器时容易出现的问题及　解决方法　尽管ＭＰＩ　ＡＧ　ＩＣＤ２与目标板的互连非常简单，但是　一不小心就会出现问题，基本上每一个ＰＩＣ的入门者都会　碰到类似的问题。下面就一些常见问题作简要叙述。　如图１所示，在Ｖｐｐ与ＶＤＤ之间通常要串接一个上拉　电阻（通常约为１０　ｋＱ），这样Ｖｐｐ线可置为低电平来手动　复位ＰＩＣｍｉｃｒｏ单片机。但是对一般设计者来说，都是采　用上电自动复位。如果在这里采用集成器件ＤＭＰ８０９，那　么就会导致连接不上，程序没有办法烧入。　对于ＰＧＣ、ＰＧＤ两根线，由于在ＩＣＤ２内部已经进行　ＲＲ　扭－ｊ；喜　

PIC单片机原理及应用

PIC单片机的原理是基于微处理器的原理，它包含了CPU、存储器、输入输出（I/O）端口、定时/计数器等功能单元。其中，CPU负责执行指令，通过存储器存储数据和程序，通过输入输出端口与外部设备进行数据交互，通过定时/计数器实现计时和计数功能。

PIC单片机的应用非常广泛。首先，它可以用于各种嵌入式系统中，如智能家居系统、工业自动化系统等。在智能家居系统中，PIC单片机可以控制家电设备的开关和状态，实现智能化的控制；在工业自动化系统中，PIC单片机可以根据不同的传感器信号，控制设备的运行状态和生产流程。其次，PIC单片机还可以用于电子产品设计中，如手机、数码相机等。在手机中，PIC单片机可以实现电池电量显示、充电管理、触摸屏控制等功能；在数码相机中，PIC单片机可以控制图像处理、曝光控制、对焦等功能。此外，PIC单片机还可以应用于通信设备、医疗设备、汽车电子等领域。

在PIC单片机的开发过程中，需要使用相应的开发工具和软件。Microchip公司提供了一系列的开发工具和编程软件，如PICkit系列的编程器、MPLAB X IDE集成开发环境等，方便开发者进行开发和调试。同时，PIC单片机采用C语言进行编程，可以通过编写代码实现相应的功能和控制。

总之，PIC单片机作为一种强大的单片微控制器，具有体积小、功耗低、性能稳定等特点，广泛应用于各种电子设备中。它的原理基于微处理器的原理，具有CPU、存储器、输入输出端口、定时/计数器等功能单元。通过合理使用PIC单片机的开发工具和软件，可以实现各种应用需求，为电子行业的发展提供了有力的支持。