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上传日期: 2020-11-13

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标签:MPLAB(142)存储器(3673)单片机(20756)

MPLABXIDE是一款软件程序,用于为Microchip单片机和数字信号控制器开发应用程序。(经验丰富的嵌入式系统设计人员可以跳过这章而直接阅读下一章。)该开发工具称为集成开发环境或IDE,因为它提供了单一的集成“环境”来开发用于嵌入式单片机的代码。本章将介绍嵌入式系统的开发,并简要说明如何在该过程中使用来自Microchip的MPLABXIDE。

嵌入式系统通常为一种利用小型单片机(如MicrochipPIC®单片机(MCU)或dsPIC®数字信号控制器(DigitalSignalController,DSC))功能的设计。这些单片机将微处理器单元(类似于个人计算机中的CPU)与某些称为外设的附加电路相结合,加上同一芯片上的其他电路就构成了一个需要极少其他外部器件的小型控制模块。这种单一的器件可以被嵌入到其他电子和机械设备中,以实现低成本的数字控制。

嵌入式控制器和个人计算机之间的主要区别在于:嵌入式控制器专用于某项特定任务,或某些特定任务。而个人计算机则设计为能够运行多种不同类型的程序,并能够连接到多种不同的外部设备。嵌入式控制器只有一个程序,因此成本低廉,只要能够保证处理专项任务所需的计算能力和硬件即可。而个人计算机的核心具有比较昂贵的通用中央处理单元(CentralProcessingUnit,CPU),它还包含了很多其他外部设备(内存、磁盘驱动器、视频控制器和网络接口电路等)。嵌入式系统具有低成本的智能型单片机(MCU),在同一芯片上还有很多外设电路,而外部设备则相对很少。通常,嵌入式系统属于隐藏部件,或者是其他产品(如充电电钻机、冰箱或车库开门器)的子模块。这些产品中的控制器只执行整个设备的一小部分功能。控制器给这些设备中的关键子系统增添了低成本的智能。举例来说,烟雾探测器就是一种嵌入式系统。它的功能是检测传感器输出的信号,如果信号指示有烟雾存在,则发出警报。可以使烟雾探测器中的小程序无限循环,不停地对烟雾传感器输出的信号进行采样;也可以使烟雾探测器中的小程序处于低功耗的“休眠”模式,由传感器的输出信号将它唤醒,唤醒后烟雾探测器中的小程序就会发出警报。该程序可能还具有一些其他功能,如用户测试功能和电池欠压报警。虽然配备传感器和音频输出设备的个人计算机通过编程也可以实现上述功能,但这并不是一种节约成本的解决方案(而且它也不可能依靠9伏的电池以无人照管方式运行多年!)。嵌入式设计使用廉价的单片机,为我们日常生活环境中的方方面面提供智能化处理,如烟雾探测器、相机、手机、家用电器、汽车、智能卡以及安防系统。

PICMCU具有片上程序存储器(图1-1),用于储存固件或编码指令(图1-2)以运行程序。程序计数器(ProgramCounter,PC)用于对程序存储器(包括复位和中断地址)进行寻址。硬件堆栈用于代码中的调用和返回指令,所以它与程序存储器配合工作,但不是后者的一部分。器件数据手册中介绍了程序存储器操作、向量和堆栈的详细信息。

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