PIC18F4550单片机2014-3-1121.37.32.ppt

PIC18F4550单片机,参与人：闫 冰 侯瑶淇 闫琳宇 黄忆晨 马 静,Page 2,为什么用51单片机入门,（1）51单片机是什么时间进入市场的？答：51单片机是上个世纪70年代发展80年代被广泛应用的单片机。 （2）同时期还有其他的竞争产品吗？答：有还有Zilog公司的Z80单片机，但是不久就因为大规模集成工艺的出现而受到很大冲击。 （3）现在工作在公司前线和学校的教育与前线的工作者现在多大年纪？答：40岁左右。 （4）现在40多岁的工作者在20年前在做什么？答：在上大学而且大学里开设的就是51单片机。 （5）毕业之后他们去干了些啥？答：一部分去公司工作了，就是现在的一线工程师，另一部分留校任教了，就是现在工作在教育一线的老师。 （6）现在他们在用什么？答：51单片机就足可以应付，所以他们的知识体系没有更新，直到今天他们在教我们，以至于我们学的是他们在20年前学的东西。这才是为什么我们什么还在学习51单片机的真正原因。,这是在网上看到的一种观点,Page 3,现在的好多单片机都比51单片机容易入门，例如：AVR单片机操作更简单，片上外设更丰富；PIC单片机有更精简的指令集，有33、35、58条指令（视单片机的级别而定），属精简指令集。而51系列有111条指令，AVR单片机有118条指令。 各种单片机都有自己的特性。下面就让我们一起走进PIC的世界。,Page 4,Page 5,为什么要选择PIC单片机？,PIC单片机相对51单片机的优势 相比于51单片机，PIC单片机才真正利用了哈佛结构的精髓。哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构，程序指令存储和数据存储分开，可以使指令和数据有不同的数据宽度，如Microchip公司的PIC16芯片的程序指令是14位宽度，而数据是8位宽度。 By the way，关于为什么通用计算机使用冯诺依曼结构。,Page 6,2.PIC单片机采用精简指令集，汇编指令上，51有一百多条指令，PIC的8位单片机只有35条指令，且多为单周期指令。PIC没有直接的乘法和除法汇编指令，如果用汇编写乘或除的程序，需要用循环加（或循环减）。 3.MCS-51的取指和执行采用单指令流水线结构，即取一条指令，执行完后再取下一条指令；而PIC的取指和执行采用双指令流水线结构，当一条指令被执行时，允许下一条指令同时被取出，这样就实现了单周期指令。,Page 7,4.PIC的指令周期比51的短，同样的晶振下，PIC的指令周期是4个时钟周期，51是12个，并且PIC绝大部分指令都是单周期指令，一个指令周期执行一条指令，51一般是2到4个指令周期执行一条指令，所以用同样晶振情况下，除了执行乘除法外，PIC要比51快。,Page 8,PIC单片机特性概览,1.PIC最大的特点就是不搞单纯的功能累积，而是从实际出发，重视产品的性价比，靠发展不同型号来满足不同层次的需求。PIC系列从低到高有上百个型号，可以满足各种需要。图片链接1 2.精简指令集使其执行效率大为提高。使用哈佛结构，允许指令位数比数据位数长，且指令具有单字长的特性，与传统的使用复杂指令集的8位单片机相比，速度可提高4倍。 3.引脚具有防瞬态能力，可通过限流电阻接至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，为应用提供了很大便利。 4.彻底的保密性。PIC以保密熔丝来保护代码，用户烧入代码后熔断熔丝，且目前采用熔丝深埋工艺，恢复熔丝的可能性极小。,Page 9,5.PIC的每一个I/O口都可单独设置为输入输出，且I/O灌电流和拉电流都很大，达到25mA，驱动LED和数码管不需要加三极管，非常实用。 6.晶振输入有独特的处理方式，对于那些遥控接收的控制系统中，一般都选用PIC，因为其晶振的高频干扰，比其他单片机小得多。 7.自带看门狗定时器，极大地提高了抗干扰性。 8.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。 9.优越的开发环境。PIC在推出一款新型号的时候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。,Page 10,PIC单片机的型号繁多，对初学者来说实在不好应付，容易混淆，以下作一简单分类，希望有助于初学者学习： 初档8位单片机：PIC12C5XXX和PIC16C5X系列 PIC16C5X系列是最早在市场上得到发展的系列，因其价格较低，且有较完善的开发手段，因此在国内应用最为广泛；而PIC12C5XX是世界第一个八脚低价位单片机可用于简单的智能控制等一些对单片机体积要求较高的地方，前景十分广阔。,Page 11,中档8位单片机：PIC12C6XX系列 PIC中档产品是Microchip近年来重点发展的系列产品，品种最为丰富，其性能比低档产品有所提高，增加了中断功能，指令周期可达到200ns，带AD，内部EEPROM数据存储器，双时钟工作，比较输出，捕捉输入，PWM输出，IIC和SPI接口，异步串行通讯（USART），模拟电压比较器及LCD驱动等等，其封装从8脚到68脚，可用于高、中、低档的电子产品设计中，价格适中，广泛应用在各类电子产品中。,Page 12,高档8位单片机：PIC17CXX和PIC18系列 适合高级复杂系统开发的系列产品，其性能在中档位单片机的基础上增加了硬件乘法器，指令周期可达成160ns，它是目前世界上8位单片机中性价比最高的机种，可用于高、中档产品的开发，如马达控制、音调合成。,Page 13,PIC18F4550总体功能介绍,PIC18F4550是Microchip公司最新生产PIC系列的带全速USB接口的8位高档单片机，芯片为4044脚封装。该单片机除了具有PIC单片机所特有的精简指令集(RISC)、数据总线和指令总线相互独立的哈佛(Harvard)结构等特点外，还配备了自编程闪存存储器以及纳瓦节能技术，工作频率达48 MHz，数据传输速率高达12 Mbps。,和所有Microchip PIC18器件一样，PIC18F系列的产品也有标准器件和低压器件可供选择。器件编号中标有字母“F”的是带有增强型闪存存储器的标准器件（如PIC18F2550），其工作电压VDD范围为4.2V到5.5V。编号中标有“LF”的低压器件（如PIC18LF2550）可工作在扩展的VDD范围（2.0V到5.5V）中。,Page 14,单击此处添加段落文字内容 单击此处添加段落文字内容,单击添加,新特性总结,纳瓦技术,通用串行总线USB,多个振荡器,选项和特点,纳瓦技术指的是采用了MICROCHIP独有制造工艺的先进PMOS电擦除单元(PEEC)处理技术以及电路设计。在纳瓦技术中设有功耗管理模式，在运行时，开启CPU和外设，在空闲时，开启外设、关闭CPU，而在休眠时，则关闭CPU和外设，这种灵活的方案可用软件选择时钟以最低功耗实现要求的性能。,Page 15,1）备用运行模式,2）多种空闲模式,3）动态模式切换,双击添加 标题文字,纳瓦新特性,Page 16,该器件内置了一个功能齐全的通用串行总线通信模块，该模块符合USB规范2.0版。此模块支持所有允许的数据传输类型的低速和全速通信。它还具备了片内收发器和3.3V 稳压器，也支持外部收发器和稳压器。,通用串行总线（USB）,Page 17,多个振荡器选项和特点,该器件提供12种不同的振荡器选项，使用户在开发应用硬件时有很大的选择范围。这些选项包括： 4种晶振模式，使用晶振或陶瓷谐振器。 4种外部时钟模式，提供使用两个引脚（振荡器输入引脚和四分频时钟输出引脚）或一个引脚（振荡器输入引脚，四分频时钟输出引脚作为通用I/O引脚）的选项。 除了可被用作时钟源，内部振荡器电路还提供了一个稳定的参考源，增加了以下功能以使器件更安全地工作。,Page 18,文字内容,MORE OVER,故障保护时钟监视器,不停地监视主时钟源，将其与内部振荡器提供的参考信号作比较。如果主时钟发生了故障，单片机会将时钟源切换为内部振荡电路，可使器件继续低速工作或安全关闭。,该功能允许在上电复位或从休眠模式唤醒时将内部振荡器用作时钟源，直到主时钟源可正常工作为止。,双速启动,Page 19,PIC18F4550引脚图,A/D参考电压输入,外部中断02,电平变化中断引脚,外部USB收发器输出,外部USB收发器输入,模拟输入012,数字输入,Page 20,PIC18F4550引脚框图,PORTA是8位宽的双向端口，相应的数据方向寄存器为TRISA， 将TRISA置1可将对应的PORTA引脚配置为输入引脚，清0则配置 为输出引脚。读PORTA寄存器读的是引脚状态，写该寄存器则 会将值写入端口锁存器。,PORTB跟A不同的是，每个引脚都有内部弱上拉电路，单个控制位 可以启用所有上拉电路，可通过将RBPU位清零来启用上拉电路，当其 为输出时，弱上拉电路会自动切断。此弱上拉电路在上电复位时被禁止。,PORTC是7位宽的双向端口，主要与串行通信模块复用， 包括EUSART、MSSP和USB模块。除了RC4和RC5，PORTC 使用施密特触发输入缓冲器。RC4和RC5与USB模块复用。,Page 21,PIC18F4550引脚框图,端口D：PORTD上所有引脚都配有施密特触发输入缓冲器。每个引脚都可被单独地设置为输入或输出。每个引脚都有内部弱上拉电路，PORTD也可被配置为8位宽的并行通信端口。,端口E：对于40引脚的PDIP封装，PORTE是一个4位宽端口。3个引脚（0，1，2）可被独立配置为输入或输出。这些引脚有施密特触发输入缓冲器。当作为模拟输入时，这些引脚读为0。除了端口数据，PORTE寄存器也包含RDPU控制位，它使能或禁止PORTD的弱上拉电路。,Page 22,设计目的,基于PIC18F4550单片机，利用TC35I模块及热释电红外，设计一个GSM防盗报警系统，将其安装在家居的门窗等地方检测这些地方的人流情况，实现家居防盗报警。,热释电红外传感器RE200B,TC35I 无线通信模块,Page 23,本系统的总体结构框图,Page 24,1. TC35I模块简介 TC35I是西门子公司推出的新一代无线通信GSM模块。自带RS232通讯接口,可以方便地与PC机、单片机连机通讯。可以快速、安全、可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务(Short Message Service)和传真。 2. 热释电红外RE200B RE200B是传感器的一种，RE200B采用热释电材料极化随温度变化的特性探测红外辐射。 3. DS1302概述 DS1302是DALL