据统计,我国的单片机年容量已达 1-3 亿片,且每年以大约 16%的速度增长,但相对于世界市场我国的占有率还不到 1%。这说明单片机应用在我国才刚刚起步,有着广阔的前景。培养单片机应用人才,特别是在工程技术人员中普及单片机知识有着重要的现实意义。

 

当今单片机厂商琳琅满目,产品性能各异。针对具体情况,我们应选何种型号呢?首先,我们来弄清两个概念:集中指令集(CISC)和精简指令集(RISC)。采用 CISC 结构的单片机数据线和指令线分时复用,即所谓冯 . 诺伊曼结构。它的指令丰富,功能较强,但取指令和取数据不能同时进行,速度受限,价格亦高。采用 RISC 结构的单片机数据线和指令线分离,即所谓哈佛结构。这使得取指令和取数据可同时进行,且由于一般指令线宽于数据线,使其指令较同类 CISC 单片机指令包含更多的处理信息,执行效率更高,速度亦更快。同时,这种单片机指令多为单字节,程序存储器的空间利用率大大提高,有利于实现超小型化。属于 CISC 结构的单片机有 Intel8051 系列、Motorola 和 M68HC 系列、Atmel 的 AT89 系列、台湾 Winbond(华邦)W78 系列、荷兰 Pilips 的 PCF80C51 系列等;属于 RISC 结构的有 Microchip 公司的 PIC 系列、Zilog 的 Z86 系列、Atmel 的 AT90S 系列、韩国三星公司的 KS57C 系列 4 位单片机、台湾义隆的 EM-78 系列等。一般来说,控制关系较简单的小家电,可以采用 RISC 型单片机;控制关系较复杂的场合,如通讯产品、工业控制系统应采用 CISC 单片机。不过,RISC 单片机的迅速完善,使其佼佼者在控制关系复杂的场合也毫不逊色。

 

 

PIC 单片机是什么?有什么优势?

 

根据程序存储方式的不同,单片机可分为 EPROM、OTP(一次可编程)、QTP(掩膜)三种。我国一开始都采用 ROMless 型单片机(片内无 ROM,需片外配 EPROM),对单片机的普及起了很大作用,但这种强调接口的单片机无法广泛应用,甚至走入了误区。如单片机的应用一味强调接口,外接 I/O 及存储器,便失去了单片机的特色。目前单片机大都将程序存储体置于其内,给应用带来了极大的方便。值得一提的是,以往 OTP 型单片机的价格是 QTP 的 3 倍,而现在已降至 1.5-1.2 倍,选用 OTP 型以免订货周期、批量的麻烦是可取的。

 

 

1)PIC 最大的特点是不搞单纯的功能堆积,而是从实际出发,重视产品的性能与价格比,靠发展多种型号来满足不同层次的应用要求。就实际而言,不同的应用对单片机功能和资源的需求也是不同的。比如,一个摩托车的点火器需要一个 I/O 较少、RAM 及程序存储空间不大、可靠性较高的小型单片机,若采用 40 脚且功能强大的单片机,投资大不说,使用起来也不方便。PIC 系列从低到高有几十个型号,可以满足各种需要。其中,PIC12C508 单片机仅有 8 个引脚,是世界上最小的单片机。

 

 

该型号有 512 字节 ROM、25 字节 RAM、一个 8 位定时器、一根输入线、5 根 I/O 线,市面售价在 3-6 元人人民币。这样一款单片机在象摩托车点火器这样的应用无疑是非常适合。PIC 的高档型号,如 PIC16C74(尚不是最高档型号)有 40 个引脚,其内部资源为 ROM 共 4K、192 字节 RAM、8 路 A/D、3 个 8 位定时器、2 个*模块、三个串行口、1 个并行口、11 个中断源、33 个 I/O 脚。这样一个型号可以和其它品牌的高档型号媲美。

 

 

2) 精简指令使其执行效率大为提高。PIC 系列 8 位 CMOS 单片机具有独特的 RISC 结构,数据总线和指令总线分离的哈佛总线(Harvard)结构,使指令具有单字长的特性,且允许指令码的位数可多于 8 位的数据位数,这与传统的采用 CISC 结构的 8 位单片机相比,可以达到 2:1 的代码压缩,速度提高 4 倍。

 

 

3) 产品上市零等待(Zero time to market)。采用 PIC 的低价 OTP 型芯片,可使单片机在其应用程序开发完成后立刻使该产品上市。

 

 

4) PIC 有优越开发环境。OTP 单片机开发系统的实时性是一个重要的指标,象普通 51 单片机的开发系统大都采用高档型号仿真低档型号,其实时性不尽理想。PIC 在推出一款新型号的同时推出相应的仿真芯片,所有的开发系统由专用的仿真芯片支持,实时性非常好。就我个人的经验看,还没有出现过仿真结果与实际运行结果不同的情况。

 

 

5) 其引脚具有防瞬态能力,通过限流电阻可以接至 220V 交流电源,可直接与继电器控制电路相连,无须光电耦合器隔离,给应用带来极大方便。

 

 

6) 彻底的保密性。PIC 以保密熔丝来保护代码,用户在烧入代码后熔断熔丝,别人再也无法读出,除非恢复熔丝。目前,PIC 采用熔丝深埋工艺,恢复熔丝的可能性极小。

 

 

7) 自带看门狗定时器,可以用来提高程序运行的可靠性。

 

 

8) 睡眠和低功耗模式。虽然 PIC 在这方面已不能与新型的 TI-MSP430 相比,但在大多数应用场合还是能满足需要的。