PIC系列单片机应用设计与实例

在微控制器(Microcontroller)应用领域日益广泛的今天,各个领域的应用也向微控制器厂商提出了更高要求,希望速度更快、功耗更低、体积更小、价格更廉以及组成系统时所需要的外围器件更少；随着越来越多的各种非电子工程技术人员的应用需求,他们想把微控制器作为嵌入式部件应用到自己熟悉的领域中,还提出简单易学易用的要求。用户的需求就是厂商的市场和动力,老的半导体厂商顺应潮流不断推出新品种,新的半导体厂商则后来居上,把越来越多的外围接口器件集成到片内,功能越来越强、性能越来越高。

迄今至少也有35家国外半导体厂商的微控制器进入中国市场。在这众多的五彩缤纷的微控制器中,美国Microchip技术公司的PIC系列微控制器则异军突起,独一帜。它率先推出采用精简指令集计算机(RISC--ReducedInstructionSetComputer)、哈佛(Harvard)双总线和两级指令流水线结构的高性能价格比的8位嵌入式控制器(EmbeddedController)。其高速度(每条指令最快可达160ns)、低工作电压(最低工作电压可为3V)、低功耗(3V,32kHz时15μA)、较大的输入输出直接驱动LED能力(灌电流可达25mA)、一次性编程(OTP--OneTimeProgrammable)芯片的低价位、小体积、指令简单易学易用(35--37条指令)等,都体现了微控制器工业发展的新趋势。

这个系列的微控制器在市场上极具强劲的竞争力,在全球都可以看到PIC微控制器在从办公自动化设备、消费电子产品、电讯通信、智能仪器仪表到汽车电子、金融电子、工业控制等不同领域的广泛应用。PIC系列微控制器在世界微控制器市场份额排名中逐年提前,以至已成为一种新的8位微控制器的世界标准和最有影响力的主流嵌入式控制器。大家会发现,在国内目前仍然是Intel的MCS-51系列及其兼容的单片机占绝对主流地位,原因是该系列单片机引进历史最长,在国内应用一直繁荣而面广,参考资料相对丰富,使用惯性使然。

一、PIC系列微控制器系统扩展技术

系统扩展有两类不同的方法,一类是并行扩展,另一类是串行扩展。

对于并行扩展,目前使用的微处理器和微控制器绝大部分都采用总线结构,无论进行存储器扩展还是I/O接口扩展,都是利用数据总线、地址总线和控制总线这三总线来扩展。因为这个系列的微控制器的设计是基于真正的单片机应用,芯片引脚并未安排三总线。但是可以利用接口电路仿真三总线。任何一种微控制器,只要有足够多的I/O接口可用,就可以用一个8位I/O口作为8位I/O口仿真16位的地址线(实际上还可以根据需要扩展成任意位数据线和地址线)。