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PIC微控制器
PIC微控制器（PIC microcontroller），是一種使用哈佛結構的精簡指令集微控制器，由Microchip公司研發而成。
PIC的架構是明顯的最低限度。它具有以下特點：
- 分離式的程序存储器和数据存储器（哈佛結構）
- 少量的固定長度指令
- 指令是單週期執行（4時鐘週期），僅流程轉移指令(call, goto, return, 成立時的條件跳躍)需兩個指令週期
- 所有 RAM 位置均可當作作為算數或其他運算的源寄存器或目的寄存器使用
- 一個堆栈用於存放子程序调用的返回地址
- 較小的数据定址空間，但使用多個 bank 的方式（每個 bank 通常為 128 字節），來存取較大的 RAM
- 暫存器、外部输入输出端口等均映射在数据空間中
- 程序計數器也是映射到数据空間和寫入（這是用來執行間接跳躍）
歷史 编辑
PIC 微控制器源自於 1980 年代由通用儀器所推出的 PIC1650 系列，當時的 PIC 是周邊介面控制器（Peripheral Interface Controller）的簡稱。
GI 的微電子部門於 1987 年分拆成為 Microchip Technology (微芯) 公司。
PIC 產品系列 编辑
PIC 的產品線寬廣，型號眾多，現有數百種，各主要系列如下：
8-bit（資料寬度）微控制器 编辑
使用哈佛結構，指令碼與資料的位元寬度可以不同。但各指令的指令碼長度均相同。
- Baseline 系列 (12-bit 指令碼)
- PIC10F : 6 接腳
- PIC12C5 , PIC12F5 : 8 接腳
- PIC16C5 , PIC16F5 : 14 以上接腳
- Midrange (中階) 系列 (14-bit 指令碼)
- PIC12C6 , PIC12F6 : 8 接腳
- PIC16 : 14 以上接腳
- PIC16F1 : 新推出的 Enhanced Midrange (強化中階) 系列
- PIC18 (8-bit 裡的高階) 系列 (16-bit 指令碼)
- PIC18 : PIC18C , PIC18Fxxx , 少數早期的 PIC18Fxxxx
- PIC18 Extended : 目前絕大多數的 PIC18Fxxxx, PIC18FxxJxx, PIC18FxxKxx
- flash 产品：
- microchip 收购SST，拥有flash 产品
16-bit（資料寬度）微控制器 编辑
相當於不具 DSP 相關功能的 dsPIC 微控制器
- PIC24 系列
- PIC24F
- PIC24H
32-bit（資料寬度）微控制器 编辑
- PIC32 : 採用 MIPS 的 M4K 內核，與其他 PIC 不同。
dsPIC 微控制器（16-bit 資料寬度） 编辑
- dsPIC30F
- dsPIC33F
8-bit PIC 的指令集 编辑
PIC的指令十分精簡，只有35個，簡單易學，故執行速度比8051快。其指令集又分成12-bit PIC instruction set，和14-bit PIC instruction set.
| Opcode（二進制） | 助記體 | 說明 |
|---|---|---|
0000 0000 0000 | NOP | No operation |
0000 0000 0010 | OPTION | Load OPTION register with contents of W |
0000 0000 0011 | SLEEP | Go into standby mode |
0000 0000 0100 | CLRWDT | Reset watchdog timer |
0000 0000 01ff | TRIS f | Move W to port control register (f=1..3) |
0000 001 fffff | MOVWF f | Move W to f |
0000 010 xxxxx | CLRW | Clear W to 0 (a.k.a CLR x,W) |
0000 011 fffff | CLRF f | Clear f to 0 (a.k.a. CLR f,F) |
0000 10d fffff | SUBWF f,d | Subtract W from f (d = f − W) |
0000 11d fffff | DECF f,d | Decrement f (d = f − 1) |
0001 00d fffff | IORWF f,d | Inclusive OR W with F (d = f OR W) |
0001 01d fffff | ANDWF f,d | AND W with F (d = f AND W) |
0001 10d fffff | XORWF f,d | Exclusive OR W with F (d = f XOR W) |
0001 11d fffff | ADDWF f,d | Add W with F (d = f + W) |
0010 00d fffff | MOVF f,d | Move F (d = f) |
0010 01d fffff | COMF f,d | Complement f (d = NOT f) |
0010 10d fffff | INCF f,d | Increment f (d = f + 1) |
0010 11d fffff | DECFSZ f,d | Decrement f (d = f − 1) and skip if zero |
0011 00d fffff | RRF f,d | Rotate right F (rotate right through carry) |
0011 01d fffff | RLF f,d | Rotate left F (rotate left through carry) |
0011 10d fffff | SWAPF f,d | Swap 4-bit halves of f (d = f<<4 | f>>4) |
0011 11d fffff | INCFSZ f,d | Increment f (d = f + 1) and skip if zero |
0100 bbb fffff | BCF f,b | Bit clear f (Clear bit b of f) |
0101 bbb fffff | BSF f,b | Bit set f (Set bit b of f) |
0110 bbb fffff | BTFSC f,b | Bit test f, skip if clear (Test bit b of f) |
0111 bbb fffff | BTFSS f,b | Bit test f, skip if set (Test bit b of f) |
1000 kkkkkkkk | RETLW k | Set W to k and return |
1001 kkkkkkkk | CALL k | Save return address, load PC with k |
101 kkkkkkkkk | GOTO k | Jump to address k (9 bits!) |
1100 kkkkkkkk | MOVLW k | Move literal to W (W = k) |
1101 kkkkkkkk | IORLW k | Inclusive or literal with W (W = k OR W) |
1110 kkkkkkkk | ANDLW k | AND literal with W (W = k AND W) |
1111 kkkkkkkk | XORLW k | Exclusive or literal with W (W = k XOR W) |
| Opcode（二進制） | 助記元 | 說明 |
|---|---|---|
00 0000 0000 0000 | NOP | No operation |
00 0000 0000 1000 | RETURN | Return from subroutine, W unchanged |
00 0000 0000 1001 | RETFIE | Return from interrupt |
00 0000 0110 0010 | OPTION | Write W to OPTION register |
00 0000 0110 0011 | SLEEP | Go into standby mode |
00 0000 0110 0100 | CLRWDT | Reset watchdog timer |
00 0000 0110 01ff | TRIS f | Write W to tristate register f |
00 0000 1 fffffff | MOVWF f | Move W to f |
00 0001 0 xxxxxxx | CLRW | Clear W to 0 (W = 0) |
00 0001 1 fffffff | CLRF f | Clear f to 0 (f = 0) |
00 0010 d fffffff | SUBWF f,d | Subtract W from f (d = f − W) |
00 0011 d fffffff | DECF f,d | Decrement f (d = f − 1) |
00 0100 d fffffff | IORWF f,d | Inclusive OR W with F (d = f OR W) |
00 0101 d fffffff | ANDWF f,d | AND W with F (d = f AND W) |
00 0110 d fffffff | XORWF f,d | Exclusive OR W with F (d = f XOR W) |
00 0111 d fffffff | ADDWF f,d | Add W with F (d = f + W) |
00 1000 d fffffff | MOVF f,d | Move F (d = f) |
00 1001 d fffffff | COMF f,d | Complement f (d = NOT f) |
00 1010 d fffffff | INCF f,d | Increment f (d = f + 1) |
00 1011 d fffffff | DECFSZ f,d | Decrement f (d = f − 1) and skip if zero |
00 1100 d fffffff | RRF f,d | Rotate right F (rotate right through carry) |
00 1101 d fffffff | RLF f,d | Rotate left F (rotate left through carry) |
00 1110 d fffffff | SWAPF f,d | Swap 4-bit halves of f (d = f<<4 | f>>4) |
00 1111 d fffffff | INCFSZ f,d | Increment f (d = f + 1) and skip if zero |
01 00 bbb fffffff | BCF f,b | Bit clear f (Clear bit b of f) |
01 01 bbb fffffff | BSF f,b | Bit set f (Set bit b of f) |
01 10 bbb fffffff | BTFSC f,b | Bit test f, skip if clear (Test bit b of f) |
01 11 bbb fffffff | BTFSS f,b | Bit test f, skip if set (Test bit b of f) |
10 0 kkkkkkkkkkk | CALL k | Save return address, load PC with k |
10 1 kkkkkkkkkkk | GOTO k | Jump to address k (11 bits) |
11 00xx kkkkkkkk | MOVLW k | Move literal to W (W = k) |
11 01xx kkkkkkkk | RETLW k | Set W to k and return |
11 1000 kkkkkkkk | IORLW k | Inclusive or literal with W (W = k OR W) |
11 1001 kkkkkkkk | ANDLW k | AND literal with W (W = k AND W) |
11 1010 kkkkkkkk | XORLW k | Exclusive or literal with W (W = k XOR W) |
11 110x kkkkkkkk | SUBLW k | Subtract W from literal (W = k − W) |
11 111x kkkkkkkk | ADDLW k | Add literal to W (W = k + W) |
PIC燒錄器 编辑
燒錄芯片的方式有兩種：普通燒錄和線上燒錄。
早期的 PIC16C 系列需使用平行燒錄。 程式記憶體為 Flash 的版本使用方便的序列燒錄方式，稱為 ICSP。
開發環境 编辑
Microchip 公司提供免費的開發環境 (MPLAB IDE) 與組譯器，也出售付費與提供有條件免費版本的 C 語言編譯器。另有第三方軟體商開發各式 C, BASIC 等編譯器與開發環境可以選用。
MPLAB 的下一代多平台開發環境 MPLAB-X (基於 Java 技術) 目前尚處於 beta 階段。
外部連結 编辑
| 维基共享资源中相关的多媒体资源：PIC微控制器 |
- Microchip.com（页面存档备份，存于互联网档案馆） 官方網站（美國）
- the PICList（页面存档备份，存于互联网档案馆） FAQ and Archive from the "PICList" email list hosted at MIT。A well respected source of manufacturer-independent solutions, source code, and expertise.
- GPUTILS（页面存档备份，存于互联网档案馆） Open Source assembler and linker.
- Free software tools（页面存档备份，存于互联网档案馆） Free C, C++, Pascal, Basic compilers for the PIC microcontroller series.
- [1]（页面存档备份，存于互联网档案馆）Example C code for the rfPIC
- example of robot controlled by PIC16F877A: [2] [3]
- USB Pic Programmer（页面存档备份，存于互联网档案馆） An open source project for a universal PIC programmer
- [4]（页面存档备份，存于互联网档案馆） A PIC microcontroller based Network I/O controller
- GameBoy® GB–PIC© Project[永久失效連結] Enable GameBoy hardware to PIC16F877