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microchip单片机入门基础知识

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PIC是美国Microchip公司生产的单片机系列产品型号的前缀。PIC单片机（Peripheral Interface Controller）是一种用来开发和控制外围设备的集成电路（IC）。一种具有分散作用（多任务）功能的CPU。与人类相比，大脑就是CPU，PIC 共享的部分相当于人的神经系统。

PIC单片机有计算功能和记忆内存像CPU并由软件控制运行。然而，处理能力—般，存储器容量也很有限，这取决于PIC的类型。但是它们的最高操作频率大约都在20MHz左右，存储器容量用做写程序的大约1K—4K字节。

PIC系列单片机的硬件系统设计简洁，指令系统设计精炼，在所有单片机品种中是最容易学习、最容易应用的单片机品种之一。 PIC单片机相比其它品种单片机有以下优点：

其设计异同于其它单片机之处是：不仅采用了哈佛体系结构，而且还采用了哈佛总线结构，在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，这样做的好处在于，实现指令提取的“流水作业”，也就是在执行一条指令的同时对下一条指令进行取指操作，以便实现全部指令的单字节化，单周期化，从而有利于提高CPU执行指令的速度。

如下图结构：

因为数据总线和指令总线是分离的，并且采用了不同的宽度，所以程序存储器ROM和数据存储器RAM的寻址空间（即地址编码空间）是互相独立的，而且两种存储器宽度也不同。这种设计既可以确保数据的安全性，还可提高运行速度和实现全部指令的单字节化。

PIC系列单片机的指令系统（就是该单片机所能识别的全部指令的集合，叫做指令系统或者指令集，InstrucTIon set）只有35条指令，易学好用。而MCS-51单片机指令系统共有111条指令。

寻址方式就是寻找操作数的方法。PIC系列单片机只有4种寻址方式（即寄存器间接寻址、立即数寻址、直接寻址和位寻址），容易掌握，而MCS-51单片机则有7种寻址方式。

1KB的存储器空间，对于像MCS-51单片机，大约只能存放600条指令，而对于PIC系列单片机则能够存放的指令条数可达1024条。

由于采用了哈佛总线结构，以及指令的读取和执行采用了流水作业方式，使得运行速度大大提高，在所有8位机中，PIC17CXX是目前世界上速度最快的品种之一。

PIC系列单片机的功率消耗极低，是目前世界上最低的单片机品种之一。在4MHz时钟下工作时耗电不超过2mA，在睡眠模式下耗电可以低到1μA以下。

I/O端口驱动负载的能力较强，每个I/O引脚吸入和输出电流的最大值可分别达到25mA和20mA，能够直接驱动发光二极管LED、光电耦合器或者微型继电器等。

PIC系列单片机的一些型号具备I2C和SPI串行总线端口。I2C（Inter IC bus，也可以记为IIC）和SPI（Serial peripheral interface）分别是由Philips公司和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，利用这些串行总线端口可以方便灵活地扩展一些必要的外围器件。

PIC系列单片机内集成了上电复位电路、I/O引脚上拉电路、看门狗定时器等，可以最大程度地减少或免用外接器件，以便实现“纯单片”应用，这样即方便开发，也可以节省电路板空间和制造成本。

PIC单片机目前有8位系列、16位系列和32位系列，简单介绍如下：

早期一次性编程的有PIC12Cxxxx系列、PIC16CXXX系列，目前不推荐使用，但还有一些老产品在用，所以还有出货。

目前的FLASH系列产品，PIC10FXXX、PIC12FXXX、PIC16FXXX，PIC18FXXXX等，PIC10F/PIC12F属于低档8位单片机，某些系列带8BIT AD口，价格低，体积小，适合一些小应用，PIC16F属于中档8位单片机，大多数带10BIT AD口，还有诸如CCP，SPI，I2C，UART等外设端口，价格适中，出货量大，PIC18F系列属于高档8位单片机，价格偏高，小批量购买的价格和16位单片机差不多。当然外设功能丰富。

8位机的C编译器，PIC10，12，16系列目前的主流编译器是HI-TECH的PICC，18系列的主流编译器有HI-TECH的PICC18及PICC18MCHP自己的PICC18，均为收费软件，但有评估板或限制版供免费下载使用。

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

dsPIC30F及dsPIC33FJ系列是MCHP推出的带DSP内核的高性能数字信号控制器，被称为“DSC”，dsPIC30F是5V供电系统，33FJ系列是3.3V供电系统。适合需要一些高速处理AD信号的场合，其中33FJXXXGPXXX系列适合音频数字信号处理，33FJXXXMCXXX及30F系列适合马达控制场合。

PIC24F系列及PIC24H系列是普通的16BIT MCU，适合一些要求较高的应用场合。