PIC18系列单片机原理和实践

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大连理工大学 电工电子实验中心 陈育斌
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1.2 PIC18系列单片机的特性
与其它PIC系列单片机一样，采用精简指令集RISC、流 水作业、丰富的内部模块、低功耗大电流驱动等。为了 更适合单片机的C语言开发，18系列设计成较大的信息 存储空间。如： 2M的程序存储器空间； 4K的数据存储空间； 这种设计极大的方便了C语言的设计与编程。
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目
录
第一章 PIC微控制器的历史和特征 1.1 PIC微控制器的产品系列 1.2 PIC18系列微控制器的特性 1.3 PIC微控制器的产品局限性 1.4 PIC微控制器的程序ROM 1.5 PIC微控制器的数据RAM和E2PROM
1.6 PIC微控制器的I/O引脚
1.7 PIC微控制器的外围设备
PIC18系列单片机原理及实践 （第一章）
参考资料：《PIC技术宝典》 PIC Microcontroller and Embedded Systems [美] Rolin D.Mckinlay 著 课件编写：大连理工大学 电工电子实验中心 2009年12月
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—在3V、32KHz下典型值25uA；
—待机电流典型值0.2uA。
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1.3 PIC微控制器的产品局限性

由于历史原因：PIC单片机的产品是逐渐从低向高发展。 其中最明显的特征是：随着产品性能的提高其内部的硬 件结构也在变化。如程序存储器ROM的宽度会随着产品 性能的升级而加宽，且指令系统也在扩充。
16FXXX：具有丰富的内部模块、完整的指令系统和良 好的向下兼容性。适合初学入门的系列； 18FXXX：高效的16位指令系统、大容量的ROM和RAM 结构使其更适合C语言编程。更为丰富的内部某块和8位 的硬件乘法器使其具备DSP的性能。学习的高级阶段。
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1. 2.
① ②
பைடு நூலகம்
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（一）高性能RISC CPU
C编译器优化体系结构/指令设置； 兼容PIC16和PIC17指令源代码； 高达2MB的程序存储器； 高达4KB的数据存储器；

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（二）优越的外围功能模块特征

可编程的锁定复位（BOR）；
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（四）特殊的单片机特性

增强功能的FLASH可经受100,000次擦/写操作； EEPROM可经受1,000,000次擦/写操作； FLASH/数据EEPROM数据保存期可超过40年； 软件控制自动可改编程序（在线升级）；
1.
2. 3.

12XXX的指令宽度为12位，指令系统为33条；
16XXX系列的指令宽度为14位，指令系统为35条； 18XXX系列的指令宽度为16为，指令系统为58条。 这种特点决定了不同系列的产品其指令系统没有很好的 兼容性。
最大拉/灌电流可达25mA； 3个外部中断引脚； 4个定时器TMR0、TMR1、TMR2、TMR3； 捕捉/比较/脉宽调制（CCP）模块/增强型CCP模块； 两种工作方式的主同步串行通讯（MSSP）： ① SPI主控方式（支持所有4种SPI工作模式）；
② I2C主控/从动方式；
可寻址的USART模块：支持RS-485和RS-232串口,并 行从动口模式,支持中断支持位。
在不到10年的时间内，Microchip公司已经把这个如 此简陋的产品发展成主流的8位微控制器这是一个奇 迹；

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1.1 PIC微控制器的产品系列
1. 2. 3. 4. 5.

10XXX 12XXX 14XXX 16XXX：应用最广泛的8位机产品，14位指令宽度 18XXX：8位机中的高档产品，16位指令宽度。 它们全部都是8位机系列（内部的数据总线为8位），8 位机的特点：CPU每次处理数据的能力为8位，如果超 过8位就必须事先将其截为8位后再分别处理。
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（三）高级模/数转换特性

10位、8通道的模/数（A/D）转换模块： 可利用休眠状态进行转换，以减少系统干扰、提高精度； 模拟比较模块：可编程多路输入/输出技术；
比较器参考电压模块；
可编程的低电压探测模块（PLVD）：支持低电压检测时 产生中断；

通过两个引脚可进行在线串行编程（ICSP）；
通过2个脚在线调试器。
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（五）CMOS芯片工艺性能

低电压，高速度FLASH/EEPROM技术； 全静态设计； 宽范围的工作电压：2.0-5.5V； 工业级和扩展级温度范围； 低功耗： —在5V、4MHz下典型值1.6mA；
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如何学习PIC单片机

在产品的设计中，对于PIC单片机的选型采用的是“因 地制宜”的策略——根据需要合理选择各种系列产品， 这样可以做到产品的最佳“性价比”。这也是PIC单片 机的一种“优势”。如洗衣机、电冰箱或电梯控制系统 等会采用从低到高不同的PIC系列产品。

由于PIC单片机各个档次之间存在于指令不完全兼容的 特点，那么如何选择、从那个系列入手学习呢？

上电复位电路（POR）、上电延迟定时器（PWRT） 和振荡器起振定时器（OST）；
片内RC振荡的看门狗定时器（WDT）保证可靠运行；


低功耗睡眠模式（Sleep）；
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可选择不同的振荡器工作方式： ① 4锁相环（主振荡器）； ② 2路振荡器（32KHz）时钟输入；
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第一章 PIC微控制器的历史和特征

1989年Microchip公司开发了一种8位的微控制器： PIC（Peripheral Interface Controler ——— 外围接口控制器）；

将少量的RAM、ROM、一个定时器和一些I/O端口全 部集成在一个8脚的芯片上；