PIC单片机系统的设计和应用

中文摘要:

  PIC 单片机是继MCS51 系列单片机之后的新一代产品, 具有功能强, 功耗低和价格低廉的 特点. 笔者使用PIC16C5X单片机做控制, 用串行传送的电可擦除可编程存储器存储数据, 采用液晶显示器件开发的断电断流计时仪具有极其优良的性能. 本文中我们将就产品开发过程中PIC 单片机系统软件和硬件结构的一些特殊用法做进一步分析探讨.

英文摘要：

  The PIC microchip mono-computer is a newer product of featuring high performance , low cost and low energy dissipation after MCS51 series. A time record meter for recording voltage and current breaking isdeveloped , which mainly consist of a PIC16C5X microchip for cont rol unit , a serial EEPROM for data store and a LCD for display. The meter has many out standing characteristics. The special hardware and software const ruction of the PIC microchip system in this meter has been discussed in this paper.

PIC 单片机是继MCS51 系列单片机之后的新一代产品, 近年来, 它向旋风一样横扫全球, 将单片机的应用扩大到电子产品的几乎每一个领域. 虽然目前在国内应用还很有限, 但这只是时间问题. 用户从使用PIC 单片机开发断电断流计时仪中深刻体会到, 它的许多极其优良的性能是以前的单片机所没有的, 也是用户曾经长期追求的目标. 首先, PIC 单片机体积小, 价格低廉, 接口功能强. 以PIC16C5X 系列单片机为例, 双列直插式仅20 或28 引脚, 与一般的TTL 逻辑电路相仿, 表面贴装式的体积更小, 但它内部却集成了包括程序存储器在内的多种功能部件, 自成独立系统而不必外接EPROM 程序存储器, 成为真正意义上的单片机, 其一次性用户可编程OTP 型芯片, 价格却非常便宜, 具有非常高的性能价格比. 第二, PIC系列单片机的电压适用范围宽, 功耗低, 电源电压从2. 5V 到6V 都可以正常工作, 在低功耗配置下,整片电流仅15 微安, 一般情况下电流约数毫安, 非常适合便携式仪表的使用. 第三, I/ O 端口驱动能力极强, 可直接驱动L ED 和小型继电器, 它的内部还有看门狗监视电路, 以上这些结构都简化了相关的外围电路. 第四, PIC 系列单片机的软件设计也有独到之处, 所有指令一律为单周期指令, 提高了指令的执行速度, 指令数目很少, 其中PIC16C5X系列单片机就只有30 多条指令, 不足MCS51 系列单片机指令的三分之一, 使程序设计相对简单. 以上这些优点, 在研制的产品中都起到了十分重要的作用. 该产品近几年已经销往全国各地, 由于其可靠性高, 技术性能国内领先, 获得了良好的信誉. 本文将就研制过程中PIC16C5X单片机的一些特殊用法做进一步分析探讨.
4 　定时器的实时应用
     PIC16C5X单片机的内部有一个8 位计数器, 可对系统 时钟四分频计数作为定时器, 内部并有7 位预分频器, 可以 对计数器输入预先分频, 实际计数长度可以达到15 bit , 采 用32. 768 KHz 的标准晶体振荡器, 定时器即可提供给用户 一个相当精确的时钟源. 在PC 机中, 日时钟和实时钟都是通过中断形式在内存单元累计时间的. 这种方法在单片机系统设计中也不失为一种非常合理的选择. 但是, PIC16C5X 单片机定时器不具备中断功能, 即计数器溢出时不能引发中断. 为此, 采用查询计数器的方法确定溢出的时刻, 将每次溢出作为一个时间累计单位, 主程序总体设计成一个循环过程, 在每次循环的流程中插入一个检测环节, 在该环节中等待计数值溢出为0 时做一次计录, 流程图如图3 所示. 采用这种方法需要满足两个条件, 第一, 程序总体循环的时间不能超过定时器溢出的时间间隔. 如定时器溢出时间设定为两秒, 在32 KHz 的系统时钟下尚可执行16000 条机器指令, 只要程序不在某一点陷入循环等待, 一般是完全可满足要求的. 第二, 在查询定时器是否溢出的程序段, 通常不再处理占用时间较长的实时过程, 因此实时性要求高的系统需要另加措施, 由于本应用系统主要用于自动纪录, 时间分辨率为分钟, 该方法满足产品的实际要求. PIC 系列的单片机种类和型号很多, PIC16CXX系列具有外中断和模数转换的功能, 使用也很广泛, 实际应用中可以从性能、价格等多方面综合考虑, 加以选择. 可以相信, 在仪表自动化和设备智能化方面PIC 单片机将发挥日益重要的作用.