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PIC单片机:优点与缺点

更新时间: 2020-09-07
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PIC单片机是基于RISC体系结构的单片机,最初设计是为了支持PDP(编程数据处理器)计算机。经过编程可执行大量操作,用于控制外围设备。

PIC单片机具有比微控制器更快的程序执行能力。它由微芯片技术公司于1989年发明,是一种8位单片机。我们知道,单片机不过是处理器,内存和外设在单个芯片中的组合。PIC单片机以类似的方式由数据RAM和数百个ROM用来存储所需程序的ROM,一些I/O端口,一个带有8个引脚的芯片上的定时器组成。

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由于它被设计为执行简单的控制应用程序,因此被称为外围接口控制器。但是如今,它通常被称为可编程智能计算机。我们知道,单片机的组件基本上都嵌入到一个芯片中。因此,无法进一步增加外部存储器,I/O端口或定时器。但是,此属性也以单片机用于各种应用程序的方式来利用。

每当我们谈到嵌入式系统时,很明显的一点,尽管具有外部控制器,但这些系统仍具有内部单片机。嵌入式系统中单片机的ROM通常存储系统希望执行的功能。

PIC单片机的架构?

下图为PIC单片机的体系结构表示:

正如我们已经讨论过的,它在单个芯片中由处理器、I/O端口、计时器、内存组织等组成。因此,让我们进一步了解PIC单片机每个组件的操作。

一、CPU:CPU是其中包含ALU、CU、MU的中央处理单元。ALU根据收到的指令执行算术和逻辑运算。存储单元存储要处理的指令以及处理后的数据和指令。

当控制单元控制连接到系统的I/O设备时。由于它基于RISC体系结构,即精简的指令集计算机,因此在这里值得注意的是:

(1)指令数很小,大约总共35条指令。
(2)由于指令数较少,CPU执行的操作将会很快。
(3)由于指令的长度很小,因此指令的处理需要更少的时间,RISC体系结构还支持不太复杂的编译和简便的调试。

二、存储器:PIC单片机中基本上存在两种类型的存储器:

1.程序或代码存储器:顾名思义,它表明程序存储器保存着希望由单片机执行的指令集。它基本上被称为ROM。由此提供的存储空间为8K x 14位,可以存储13位指令或程序。PC访问程序存储器,并在获取指令后对其进行递增。

EEPROM:ROM仅允许程序存储一次。但是EEPROM,即电可擦可编程只读存储器,允许多次将代码写入ROM。
快闪记忆体:闪存是该单片机的另一个PROM。可以根据需要多次擦除闪存中的程序。

2.数据存储器:数据存储器将数据存储在其中。基本上,这些是随机存取存储器,即RAM。它将数据临时存储在寄存器中。PIC单片机拥有368字节的RAM,该RAM分为多个存储区。数据存储的寄存器分类为:

通用寄存器:这些是执行常规功能的寄存器。像加法,减法,乘法等,并将结果进一步存储在其他寄存器中。因此,没有为这些寄存器分配任何特殊功能,PIC拥有直接访问这些寄存器中存在的数据的能力。

专用寄存器:缩写为SFR。这些寄存器由处理器分配了一些特殊功能,因此不能用于任何通用目的。在制造系统时,已经设置了由这些寄存器执行的操作。因此,这些寄存器的功能是不变的。一些重要的特殊功能寄存器是:

(1)状态寄存器;
(2)TRIS寄存器;
(3)PORT寄存器。

类似,STATUS寄存器的功能是显示正在执行的程序的状态。

三、I/O端口:不同PIC系列的I/O端口数量不同。PIC16系列具有5个I/O端口。它们是端口A,端口B,端口C,端口D和端口E。

四、总线:此单片机中的总线用于在其中的不同单元之间进行通信。PIC有两种总线,数据总线和地址总线。数据总线在存储器和I/O单元之间传输数据。而地址总线保存了数据加载或提取的位置地址。

五、堆栈:由于中断的优先级较高。因此,每当产生中断时,PIC单片机的处理器就必须切换以通过停止当前正在执行的操作来处理该中断。因此,堆栈会存储当前正在执行的程序的地址,直到PIC单片机处理生成的中断为止。完成中断处理后,处理器将切换回主程序,其地址存储在堆栈中。

六、定时器:PIC单片机包含3个定时器。在这3个定时器中,有2个定时器,即定时器0和定时器2均为8位,而定时器1为16位。

PIC单片机的优势有哪些?

(1)PIC单片机的基础是RISC架构,因此运行速度更快。
(2)它提供了与模拟设备的轻松接口。
(3)它具有较低的功耗。

PIC单片机的缺点有哪些?

(1)较少的指令数会增加程序的长度。
(2)它仅包含一个累加器。

以上就是英锐恩单片机开发工程师分享的PIC单片机的优点与缺点。英锐恩专注单片机应用方案设计与开发,提供8位单片机、16位单片机、32位单片机、运放芯片和模拟开关。