探究PIC系列单片机

PIC系列单片机是美国微芯公司（Microship）的产品，是当前市场份额增长最快的单片机之一。CPU采用精简指令集计算机（RISC）结构，分别有33、35、58条指令（视单片机的级别而定）。而51系列单片机有111条指令，AVR单片机有118条指令，都比PIC系列单片机复杂。采用哈佛（Harvard）双总线结构，运行速度快（指令周期约为160～200ns），它能使程序存储器的访问和数据存储器的访问并行处理，这种指令流水线结构，在一个周期内完成两部分工作：一是执行指令；二是从程序存储器取出下一条指令，这样总的看来每条指令只需一个周期（个别除外），这也是高效率运行的原因之一。此外，它还具有低工作电压、低功耗、驱动能力强等特点。PIC系列单片机共分三个级别：基本级、中级、高级。其中，又以中级的PIC16F873（A）、PIC16F877（A）用得最多，本书以这两种单片机为例进行说明。这两种芯片除了引出脚不同外（PIC16F873（A）为28脚的塑料双列直插式封装（PDIP）或小外廓集成电路（SOIC）封装；PIC16F877（A）为40脚的PDIP或44脚的塑料有引线片式载体（PLCC）封装、方形扁平封装（QFP）），其他的差别并不很大。

PIC系列单片机的I/O端口是双向的，其输出为CMOS互补推挽输出电路。I/O引脚增加了用于设置输入或输出状态的方向寄存器（TRISn，其中n对应各端口，如A、B、C、D、E等），从而解决了51系列I/O引脚为高电平时同为输入和输出的状态。当置位1时，为输入状态，且不管该引脚呈高电平或低电平，对外均呈高阻状态；置位0时，为输出状态，不管该引脚为何种电平，均呈低阻状态，有相当的驱动能力，低电平吸入电流达25mA，高电平输出电流可达20mA。相对于51系列单片机而言，这是一个很大的优点，它可以直接驱动数码管显示，并且外电路比较简单。它的A/D为10位，能满足精度要求。具有在线调试及编程（ISP）功能。

该系列单片机的特殊功能寄存器（SFR）并不像51系列单片机那样都集中在一个固定的地址区间内（80～FFH），而是分散在4个地址区间内，即存储体0（Bank0：00～7FH）、存储体1（Bank1：80～FFH）、存储体2（Bank2：100～17FH）、存储体3（Bank3：180～1FFH）。只有5个专用寄存器PCL、STATUS、FSR、PCLATH、INTCON在4个存储体内同时出现。在编程过程中，少不了要与专用寄存器打交道，得反复地选择对应的存储体，也即对状态寄存器STATUS的第6位（RP1）和第5位（RP0）置位或清零。这多少给编程带来了一些麻烦。对于上述的单片机，它的位指令操作通常限制在存储体0区间（00～7FH）。(www.xing528.com)

数据的传送和逻辑运算基本上都得通过工作寄存器W（相当于51系列单片机的累加器A）来进行，而51系列单片机还可以通过寄存器相互之间直接传送（如：MOV30H，20H；将寄存器20H的内容直接传送至寄存器30H中），因而PIC单片机的瓶颈现象比51系列单片机还要严重，这在编程中很有感受。