外文翻譯資料1PIC系列單片機(jī)的特點(diǎn)隨著大規(guī)模集成電路（LSI）制造技術(shù)的飛速發(fā)展，電腦正朝著兩個(gè)明顯的方向（即兩大分支）發(fā)展：一是微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能不斷提高，以滿足高速度大容量的數(shù)據(jù)處理；二是單片微機(jī)的功能日益完善，以滿足諸多領(lǐng)域各種錯(cuò)綜復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)控制。在1975年德克薩斯儀器公司發(fā)明的世界上第一個(gè)4位單片機(jī)TMS1000誕生后，一些大型微電子公司競(jìng)相研制開發(fā)了各種單片機(jī)系列產(chǎn)品。從字長(zhǎng)方面劃分，單片機(jī)有4位、8位、16位、32位四大類，其中前三類占據(jù)了單片機(jī)市場(chǎng)的主要份額，在這三類單片機(jī)當(dāng)中，8位機(jī)又一直為主流產(chǎn)品。較具有代表性的4位單片機(jī)有美國(guó)德克薩斯儀器公司的TMS1000，日本電氣公司（NEC）的PD75系列，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司（NS）的COP400系列，美國(guó)洛克威爾公司（ROCKWELL）的PPS/1系列，日本松下公司的MN1400系列，日本富士通公司的MB88系列以及日本夏普公司的SM系列等等。較具有代表性的8位單片機(jī)有美國(guó)微芯片公司的PIC16C系列、PIC17C系列、PIC1400系列，美國(guó)英特爾公司的MCS48和MCS51系列，美國(guó)摩托羅拉公司的MC68HC05系列和MC68HC11系列，美國(guó)齊洛格公司的Z8系列，日本電氣公司的PD78系列，美國(guó)莫斯特克公司和仙童公司合作生產(chǎn)的F8(3870)系列等。較具有代表性的16位單片機(jī)有美國(guó)莫斯特克公司的MC68200，美國(guó)英特爾公司的MCS96系列，日本電氣公司的PC14040系列，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司（NS）的783系列等。目前，單片機(jī)正朝著片內(nèi)存儲(chǔ)器RAM和ROM容量大、I/O端口功能多、電源電壓范圍寬、功率消耗低、操作速度快的方向發(fā)展。在上述各種單片機(jī)中，本講座為什么選用微芯片公司的PIC系列中的PIC16F873單片機(jī)作為樣板介紹呢?PIC系列單片機(jī)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)精煉。在所有的單片機(jī)品種當(dāng)中，它是最容易學(xué)習(xí)、最容易應(yīng)用的單片機(jī)品種之一。對(duì)于單片機(jī)的初學(xué)者來(lái)說，若選擇PIC單片機(jī)作為攻入單片機(jī)王國(guó)的突破口，將是一條最輕松的捷徑，定會(huì)取得事半功倍的功效。目前已有好幾家著名半導(dǎo)體公司仿照PIC系列單片機(jī)，開發(fā)出與之引腳兼容的系列單片機(jī)，比如美國(guó)SCENIX公司的SX系列、臺(tái)灣EMC公司的EM78P系列、臺(tái)灣MDT公司的MDT系列等。PIC系外文翻譯資料2列單片機(jī)具有以下特點(diǎn)：（1）采用哈佛結(jié)構(gòu)。在國(guó)內(nèi)最常見的單片機(jī)中，PIC系列單片機(jī)是唯一一種在芯片內(nèi)部采用哈佛結(jié)構(gòu)的機(jī)型。這里所說的哈佛結(jié)構(gòu)就是，在芯片內(nèi)部將數(shù)據(jù)總線和指令總線分離，并且采用不同的寬度。這樣做的好處是，便于實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)，也就是在執(zhí)行一條指令的同時(shí)對(duì)下一條指令進(jìn)行取指操作，而在一般的單片機(jī)中，指令總線和數(shù)據(jù)總線是共用的。（2）指令的單字節(jié)化。因?yàn)閿?shù)據(jù)總線和指令總線是分離的，并且采用了不同的寬度，所以程序存儲(chǔ)器ROM和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM的尋址空間是互相獨(dú)立的，而且兩種存儲(chǔ)器寬度也不同。這樣設(shè)計(jì)不僅可以確保數(shù)據(jù)的安全性，還能提高運(yùn)行速度和實(shí)現(xiàn)全部指令的單字節(jié)化。在此所說的字節(jié)，特指PIC單片機(jī)的指令字節(jié)，而不是常說的8比特字節(jié)。例如，PIC12C50/PIC16C5系列單片機(jī)的指令字節(jié)為12比特；PIC16C6/PIC16C7/PIC16C8系列的指令字節(jié)為14比特；PIC17C系列的指令字節(jié)為16比特。它們的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器全為8位寬。而MCS51系列單片機(jī)的ROM和RAM寬度都是8位，指令長(zhǎng)度從1個(gè)字節(jié)（8位）到3個(gè)字節(jié)長(zhǎng)短不一。（3）精簡(jiǎn)指令集（RISC）技術(shù)。PIC系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)只有35條指令。這給指令的學(xué)習(xí)、記憶、理解帶來(lái)很大的好處，也給程序的編寫、閱讀、調(diào)試、修改、交流帶來(lái)極大的便利，真可謂易學(xué)好用。而MCS51單片機(jī)的指令系統(tǒng)共有111條指令，MC68HC05單片機(jī)的指令系統(tǒng)共有89條指令。PIC系列單片機(jī)不僅全部指令均為單字節(jié)指令，而且絕大多數(shù)指令為單周期指令，以利于提高執(zhí)行速度。（4）尋址方式簡(jiǎn)單。尋址方式就是尋找操作數(shù)的方法。PIC系列單片機(jī)只有4種尋址方式（即寄存器間接尋址、立即數(shù)尋址、直接尋址和位尋址，以后將作詳細(xì)解釋），容易掌握，而MCS51單片機(jī)則有7種尋址方式，68HC05單片機(jī)有6種。（5）代碼壓縮率高。1K字節(jié)的存儲(chǔ)器空間，對(duì)于像MCS51這樣的單片機(jī)，大約只能存放600條指令，而對(duì)于PIC系列單片機(jī)則能夠存放多達(dá)1024條指令條數(shù)。從圖1中可以看出，與幾種典型的單片機(jī)相比，PIC16C5是一種最節(jié)省程序存儲(chǔ)器空間的單片機(jī)。也就是說，完成相同功能的一段程序所占用的空間，MC68HC05是PIC16C5的2.24倍。（6）運(yùn)行速度高。由于采用了哈佛總線結(jié)構(gòu)，又由于指令的讀取和執(zhí)行采用了流水作業(yè)方式，PIC系列單片機(jī)的運(yùn)行速度大大提高。從圖2中可以看出，外文翻譯資料3PIC系列單片機(jī)的運(yùn)行速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它相同檔次的單片機(jī)。在所有8位機(jī)中，PIC17C是目前世界上速度最快的品種之一。（7）功耗低。PIC系列單片機(jī)的功率消耗極低，有些型號(hào)的單片機(jī)在4MHz時(shí)鐘下工作時(shí)耗電不超過2mA，在睡眠模式下低到1A以下。（8）驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)。I/O端口驅(qū)動(dòng)負(fù)載的能力較強(qiáng)，每個(gè)I/O引腳吸入和輸出電流的最大值可分別達(dá)到25mA和20mA，能夠直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管、光電耦合器或者微型繼電器等。（9）具備I2C和SPI串行總線端口：PIC系列單片機(jī)的一些型號(hào)具備I2C和SPI串行總線端口。I2C和SPI分別是由PHILIPS和MOTOROLA公司發(fā)明的在芯片之間實(shí)現(xiàn)同步串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬煞N串行總線技術(shù)。利用單片機(jī)串行總線端口可以方便靈活地?cái)U(kuò)展一些必要的外圍器件。串行接口和串行總線的設(shè)置，不僅大大地簡(jiǎn)化了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，而且還極易形成產(chǎn)品電路的模塊化結(jié)構(gòu)。目前，松下、日立、索尼、夏普、長(zhǎng)虹等公司都在其大屏幕彩電等產(chǎn)品中引入了I2C技術(shù)。（10）尋址空間設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔。PIC系列單片機(jī)的程序、堆棧、數(shù)據(jù)三者各自采用互相獨(dú)立的尋址（或地址編碼）空間，而且前兩者的地址安排不需要用戶操心，這會(huì)受到初學(xué)者的歡迎。而MC68HC05和MC68HC11單片機(jī)的尋址空間只有一個(gè)，編程時(shí)需要用戶對(duì)程序區(qū)、堆棧區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)和I/O端口所占用的地址空間作精心安排，這樣會(huì)給高手的設(shè)計(jì)上帶來(lái)靈活性，但是也會(huì)給初學(xué)者帶來(lái)一些麻煩。（11）外圍電路簡(jiǎn)潔。PIC系列單片機(jī)片內(nèi)集成了上電復(fù)位電路、I/O引腳上拉電路、看門狗定時(shí)器等，可以最大程度地減少或免用外圍器件，以便實(shí)現(xiàn)純單片應(yīng)用。這樣，不僅便于開發(fā)，而且還可節(jié)省用戶的電路板空間和制造成本。（12）開發(fā)方便。通常，業(yè)余條件下學(xué)習(xí)和應(yīng)用單片機(jī)，最大的障礙是實(shí)驗(yàn)開發(fā)設(shè)備昂貴，使許多初學(xué)者望而卻步。微芯片公司及其國(guó)內(nèi)多家代理商，為用戶的應(yīng)用開發(fā)提供了豐富多彩的硬件和軟件支持。有各種檔次的燒錄器（或稱編程器）和硬件仿真器出售，其售價(jià)大約從500元到2000元不等。此外，微芯片公司還研制了多種版本的軟件仿真器和軟件綜合開發(fā)環(huán)境（MPLABIDE），為愛好者學(xué)習(xí)與實(shí)踐、應(yīng)用與開發(fā)的實(shí)際操練提供了極大的方便。對(duì)于PIC系列中任一款單片機(jī)的開發(fā)，都可以借助于一套免費(fèi)的軟件綜合開發(fā)環(huán)境實(shí)外文翻譯資料4現(xiàn)程序編寫和模擬仿真，再用任何一種廉價(jià)的燒錄器完成程序燒寫，便形成一套經(jīng)濟(jì)實(shí)用的開發(fā)系統(tǒng)。它特別適合那些不想過多投資購(gòu)置昂貴開發(fā)工具的初學(xué)者和業(yè)余愛好者。借助于這套廉價(jià)的開發(fā)系統(tǒng)，用戶可以完成一些小型電子產(chǎn)品的研制開發(fā)。由此可見，對(duì)初級(jí)水平的自學(xué)者來(lái)說，PIC單片機(jī)是一種最為適合、最容易接近的單片機(jī)。（13）C語(yǔ)言編程。對(duì)于掌握了C語(yǔ)言的用戶，微芯片公司還為其提供了C語(yǔ)言編譯程序，這樣的用戶如果使用C語(yǔ)言這種高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的話，還可以大大提高工作效率。（14）品種豐富。PIC系列單片機(jī)目前已形成三個(gè)層次、50多個(gè)型號(hào)。片內(nèi)功能從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，封裝形式從8腳到68腳，可以滿足各種不同的應(yīng)用需求。用戶總能在其中找到一款適合自己開發(fā)目標(biāo)的單片機(jī)。在封裝形式多樣化方面，不像MCS51系列單片機(jī)那樣，大都采用40腳封裝，應(yīng)用靈活性受到極大的限制。此外，微芯片公司最先開發(fā)出世界上第一個(gè)最小的8腳封裝的單片機(jī)。（15）規(guī)格齊全。微芯片公司對(duì)其單片機(jī)的某一種型號(hào)又可提供多種封裝工藝的產(chǎn)品：帶窗口的EPROM型芯片，適合程序反復(fù)修改的開發(fā)階段；一次編程（OTP）的EPROM芯片，適合于小批量試生產(chǎn)和快速上市的需要；ROM掩模型芯片，適合大企業(yè)大批量定型產(chǎn)品的規(guī)模化生產(chǎn)；個(gè)別型號(hào)具有EEPROM或Flash程序存儲(chǔ)器，特別適合初學(xué)者在線反復(fù)擦寫、練習(xí)編程。（16）程序保密性強(qiáng)。目前尚無(wú)辦法對(duì)PIC系列單片機(jī)的程序直接進(jìn)行解密拷貝，可以最大限度地保護(hù)用戶的程序版權(quán)。在PIC系列單片機(jī)中，PIC16F873是微芯片公司于1998年底推出的一款特色鮮明的新產(chǎn)品，它除了具有上述特點(diǎn)之外，還有一個(gè)最重要的特點(diǎn)，就是它可以實(shí)現(xiàn)在線調(diào)試和在線編程。這是MCS51和MC68系列單片機(jī)所不具備的，但卻正是廣大單片機(jī)初學(xué)者最需要的。微芯片公司還專為此款單片機(jī)開發(fā)了一套小巧廉價(jià)的仿真工具套件，以下簡(jiǎn)稱仿真板或MPLABICD。在該仿真板