原创 PIC单片机的应用设计技巧

　　美国微芯公司(Microchip Technology Inc．)开发的CM0S工艺PIC系列8位单片机(RISC微控制器)，特别是采用内置第二代Flash存储器(40年存储寿命)的微控制器在快速应用方面具有独到之处。由于其易用性和高可靠性，该系列微控制器稳居8位单片机全球出货量之首。PIC系列单片机具有指令集简洁、简单易学、速度高、功能强、功耗低、价格低廉、体积小巧、适用性好及抗干扰能力强等特点，大量应用于汽车电气控制、电机控制、工业控制仪表和仪表、通信、家电、玩具、低功耗的测控应用等领域，在国内越来越受到广大设计者的欢迎，微芯公司的单片机已经成为目前单片机世界的主流产品。 　　

　　PIC 8位单片机内已经包含运算器、存储器、A／D、PWM、输入和输出I／O(灌电流可达25mA)、通信等常用接口，自由灵活的定义功能可以适应不同的控制要求。而不必增加额外的IC芯片。这样电路结构很简单，开发周期将大为缩短。

　　PICl6系列单片机属于PIC8位单片机的中级型产品，采用14位的RISC指令系统。笔者使用PICl6F716单片机设计了一个电动机保护器，在设计过程中遇到很多问题，通过多方查找资料以及向Microchip公司技术人员寻求支持，问题一一得到解决。现将部分问题记录如下，与大家一起探讨。

　　1 ICD2作为程序烧写的使用

　　1.1 ICD2简介

　　MPLAB ICD2在线调试器是一款低价位的PIC开发工具。它利用Flash工艺芯片的程序区自读写功能来实现仿真器调试功能；使用的软件平台是Microchip的MPLAB IDE(集成开发环境软件包)，兼容Windows NT、Windows 2000和Windlows XP等操作系统。其通信接口方式可以是USB(最高可达2Mb／s)或RS-232串行接口方式；工作电压范围为2．O～5．5V，可支持最低2．0V的低压调试。

　　对于PGC、PGD两根线，由于在ICD2内部已经进行了上拉，所以在外围设计中，不要冉进行上拉，否则会造成分压。对于PGC、PGD和VPP三根线，不要对地接电容．因为电容会阻碍在数据和时钟线上电平的快速转换，从而影响ICD2与目标板的连接。同样对于PGC、PGD，由于数据或时钟都是双向传输的，这时如果在中间串一个二极管，则会影响ICD2与单片机的双向通信。

　　但是，对PGC和PGD来说，在单片机上同时复用为普通I／O口，而有些使用上必须要接对地电容或者是串接二极管。对于这种情况，唯一的处理方式就是在烧写时从芯片的PGC和PGD端口直接跳线到程序烧写口。

　　2 A／D转换通道切换问题

　　笔者所设计的电动机保护器需要进行很多A／D转换，比如三相电流转换、零序电流转换以及各种定位器等。但是笔者所采用的PIC16F716单片机只有5路A／D转换通道，因此附加了一个多位选择开关对一个A／D通道进行复用。而在调试中发现这样一个问题，就是A／D转换值不准确，甚至有点乱，但从程序流程以及代码角度均查不出任何问题。后查明PICl6F716单片机进行A／D转换通道切换时，需要一定的延时，延时时间是毫秒级。解决办法是：在通道问切换时，当第一个通道转换完成后，先转到另一个通道；然后延时1ms左右，再进行A／D转换。而对同一个通道信号切换时，要在第一个信号转换完成后，禁止信号输入，延时1ms左右；然后输人信号，再进行A／D转换。

　　这种做法比较麻烦，也很占用时间，并且从调试结果来看，问题并没有解决。在反复进行调试中，最后得到的优化解决办法是：对于通道间转换以及同一通道信号转换，要对每一个信号至少进行两次A／D转换；第一次的转换结果，舍弃不予处理，只取第二次A／D转换的结果。从调试结果来看，很好地解决了这一问题。

　　3 软件开发小技巧

　　PIC单片机采用精简指令集，例如对于PICl6F716单片机，只有35条单字节指令。要用这么少的指令实现复杂的控制或计算，显然要在软件设计上多下功夫，并且PIC的指令系统与51系列单片机有很大不同，这让PIC初学者很不适应。下面笔者就自己的体会，谈一些软件设计需要注意的问题。

　　3.1 指令的大小写问题

　　编写PIC单片机的源程序，除了源程序的开始处需要严格的列表指令外，还须注意源程序中字母符号的大小写规则，否则在PC机上汇编程序时不会成功。在源程序中都会使用伪指令INCLUDE。这条指令将列表中指定的单片机文件(在MPLAB中)读入源程序作为源程序的一部分，所以凡是MPLAB中有关该单片机已有的寄存器在源程序中无需再用赋值指令(EQU)赋值，这就使所建立的源程序大为简化。

　　此外，由于有了伪指令INCLUDE，所以根据MPLAB软件中的格式，在源程序中的操作数凡是涉及MPLAB已规定的寄存器名称的，其字母一律只能大写，不能小写。其余操作码、符号字母可任意大小写，但0x中的x应小写。否则汇编不会成功。鉴于上述原因，为了书写方便，在使用MPLAB软件时，PIC单片机的源程序均用大写字母为宜(0x例外)。