第2章PIC单片机组成2.1PIC系列单片机结构分析它不是在一般微型计算机CPU的基础上加以改造，而是独树一帜，采用全新的流水线结构、单字节指令体系、嵌入闪存以及10位A/D转换器，使之具有卓越的性能，代表着单片机发展的新方向。PIC系列单片机，具有高、中、低三个档次，可以满足不同用户开发的需要，适合在各个领域中的应用。它具有如下特点:PIC系列单片机采用哈佛总线结构，在芯片内部数据总线和指令总线分离，容许采用不同的字节宽度。这样，就为实现指令提取和执行的“流水作业”提供结构保证，即在执行一条指令的同时对下一条指令进行取指操作。两总线的分离，也为PIC实现全部指令的单字节化和单周期化创造条件，从而大大提高CPU执行指令的速度和工作效率。单片机总线结构比较PIC系列单片机的哈佛总线结构CISC、RISCPIC系列单片机的指令系统，由于采用RISC(精简指令集计算机)技术，和一般单片机指令系统通常有上百条指令相比要少得多，PIC16F877只有35条指令。PIC系列单片机的程序、数据、堆栈三者各自采用互相独立的地址空间，前两者的地址访问需要用户特别注意四个分区的范围，而堆栈过程用户不必参与和操心。PIC系列单片机只有4种寻址方式（寻找操作数地址）：寄存器间接寻址、立即数寻址、直接寻址和位寻址，比较容易掌握。代码压缩率，就是指相同程序存储器空间所能容纳有效指令的数量。例如：1KB程序存储器空间MCS-51这样的单片机：只能存放500多条指令PIC系列单片机：存放多达1024条的指令。由于PIC系列单片机采用CMOS结构，使其功率消耗极低，是目前世界上最低功耗的单片机品种之一。其中有些型号，在4MHz时钟下工作时耗电不超过2mA，而在睡眠模式下耗电可低到1μA以下。因此，PIC系列单片机，尤其适用于野外移动仪表的控制以及户外免维护的控制系统。I/0端口驱动负载的能力较强，每个输出引脚可以驱动多达20~25mA的负载，既能够高电平直接驱动发光二极管LED、光电藕合器、小型继电器等，也可以低电平直接驱动，这样可大大简化控制电路。不过，请读者注意，每个引脚的驱动能力并不表示端口引脚同时都具有这样的功效。一般端口总驱动能力约60~70mA，而所有输入输出驱动小于200mA，详细数据可参考有关数据手册。PIC主要是采用哈佛总线结构，可以同时进行指令读取和指令执行的流水线作业方式。如：MCS-5112MHz，指令执行时间为1s～4s；PIC12MHz时钟周期，指令执行时间为0.3～0.6s。PIC系列单片机的一些型号具有同步串行口，可以满足I2C（主控/从动）和SPI（主控）总线要求。I2C和SPI分别是PHILIPS公司和MOTOROLA公司研制的两种广泛流行的串行总线标准，是一种在芯片之间实现同步串行数据传输的技术。利用单片机串行总线端口可以方便而灵活地扩展外围器件，目前已在许多电子产品中得到广泛应用。9.应用平台界面友好，开发方便各种硬件仿真器和编程器，软件仿真器软件集成开发环境（MPLAB-IDE）。10.程序存储器版本齐全掩膜ROMPROMEPROME2PROMFlashROMPIC16F877单片机的基本功能模块PIC16F877单片机的专用功能模块串行通信——指只需一条数据线便可进行数据传送，数据的各位是按规定的顺序一位一位传送的通信方式。其特点传输线简单，可利用多种介质，适用于远距离通信，成本较低；但速度较慢。串行通信的一些概念全双工PICl6F87X系列单片机有双列直插式28引脚和40引脚及表面贴装式44引脚等几种封装形式。多数I/O引脚都设计有第2功能，甚至第3功能。采用引脚复用技术，以便使单片机增加功能而又不增大体积和引脚数量。系统配置引脚（1）电源和接地引脚（2）时钟、复位引脚（3）主复位引脚2.输入/输出功能引脚（1）端口A引脚（2）端口B引脚（3）端口C引脚（4）端口D引脚（5）端口E引脚PIC16F877单片机内部配置了较完善的多个存储器，可分为数据存储器和程序存储器两种，为一般用户提供很大的方便。但它们在形式上，具有很丰富的内涵。PIC16F877单片机内部配置了8K*l4位的闪烁（FLASH）程序存储器，可以很方便进行在线擦除和烧写，寿命可达1000次以上。在PIC系列单片机教学实验和科研开发中，显示出无穷的魅力和宽广的应用前景。相应的地址编码范围为0000H~lFFFH。程序存储器结构PIC16F877单片机内部配置两类数据存储器，普通RAM数据存储器和EEPROM失电保持数据存储器。RAM总的地址空间为512个单元，其中包括部分无效单元,但每一个有效单位均可以象寄存器一样进行移位、置位、复位和位测试等操作。PIC单片机的数