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1 PIC32系列單片機簡介 PIC32系列單片機是Microchip Technology Inc．(美國微芯科技公司)推出的高性能32位單片機，它是以MIPS32架構為基礎設計的。目前推出的PIC32MX3XX分支為通用型，PIC32MX4XX分支帶有USB功能，PIC32MX5XX分支帶有USB和CAN功能，PIC32MX6XX分支帶有USB和Ethernet功能，PICMX7XX分支則帶有USB、CAN和Ethernet功能。PIC32系列單片機采用哈佛結構，帶有5級流水線，工作頻率最高80 MHz；具有高效指令架構、高性能硬件乘法器／累加器及多至8組32個內核寄存器，可實現(xiàn)1．56一款DMIPS／MHz的運行速度。此外，PIC32系統(tǒng)具有指令和ROM數(shù)據(jù)預取緩沖器的64字節(jié)高速緩存，128位寬的閃存，可縮短單個指令的取指時間，支持MIPSl6e 16位指令集構架，可最多減少40％的代碼。 PIC32系列單片機包括了閃存范圍從32 KB到512 KB的可擴展器件，片上RAM從8 KB到128 KB，引腳與64／100引腳的16位單片機PIC24FJ-XXXGA系列兼容，新推出的PIC32MX5XX／6XX／7XX提供XBGA的封裝。另外，PIC32系列單片機帶有豐富的外設資源——5個定時器、16路通道的10位A／D轉換器及通信接口，即SPI、I2C、UART和PMP，同時PIC32還有集成的CRC計算功能和基于模式的傳輸終端選擇功能的DMA控制器。此外，PIC32MX5／6／7系列包括10／100 Mbps以太網、CAN2．0b控制器、USB主設備／從設備和OTG。 PIC32系列單片機不僅比PIC 8位、16位單片機速度更快、性能更強，同時相對于ARM系列的32位單片機也具有一定的優(yōu)勢。雖然Microc-hip能選擇的MISP 4K最高時鐘頻率只有80 MHz，但是由于MIPS內核簡潔，多家處理器評估機構確認PIC32的處理能力總體性能更高，而且PI-C32的指令多為單周期指令，比多周期指令執(zhí)行速度更迅捷。PIC32系列單片機多達128 KB的RAM，使其在數(shù)據(jù)處理上更具優(yōu)。Microchip微公司還有一個非常獨特的優(yōu)勢，就是該公司所有8、16和32位的器件都是充分兼容的，所有的這些全系列的產品使用的都是同樣的開發(fā)工具，單一的開發(fā)環(huán)境，軟件庫也是全面兼容的，這對于客戶更為方便。此外，Ashling、Green Hills及Hi-Tech提供了完整工具鏈支持，CM-X、Exp-ress Logic等提供RTOS支持，EasyGUI、Segger、RamTeX及Micrium等提供繪圖工具支持。值得一提的是，微芯公司為開發(fā)人員準備了入門工具包，示例源文件，同時免費提供了如USB、TCP／IP協(xié)議棧，以及Graphics和FATl6文件系統(tǒng)開發(fā)的中間件模塊。PIC32的MPLAB C32編譯器包括了16位Microchip MCU兼容的軟件外設函數(shù)庫，以更加方便快捷地使用外沒模塊。PIC32系列單片機的結構框圖如圖1所示。 Microchip集成開發(fā)工具支持所有PIC32型號單片機，包括MPLAB集成開發(fā)環(huán)境(IDE)、MPLAB C32 C編譯器、MPLAB REAL ICE仿真系統(tǒng)、MPLAB ICD2在線調試器及Explore 16開發(fā)板等。PIC32系列單片機要求MAPLAB IDE版本要在8．0以上，現(xiàn)最新版本為8．43，MAPLAB IDE軟件可以從微芯公司官方網站www．microchip．com免費下載。MPLAB ICD2在線調試器是一款低價位的PIC開發(fā)工具，可設置一個1次斷點，調試能力較弱。MPLAB ICD3保留了與Microchip RJ-11接口的向后兼容，可輕松連接目標板，迅速進行器件編程；可多達1000個軟件斷點，2～5．5 V工作電壓；可支持最低2．0 V的低電壓調試，具有高速的編程能力，比MPLAB ICD2的編程速度快5～15倍。MPLAB REALICE仿真系統(tǒng)能夠支持標準和先進的調試功能，如復雜斷點、應用代碼的追蹤和數(shù)據(jù)采集、代碼執(zhí)行計時及實時變量監(jiān)控。新推出的MPLAB PM3通用器件編程器支持全部的PIC器件產品及最新dsPIC30系列的編程。但是MPLAB REAL ICE，ICD3和PM3價格都比較昂貴，ICD2盡管功能有限，但價格便宜，可實現(xiàn)PIC32系列的編程仿真。關于具體PIC32各型號單片機所支持的編程器、仿真器、編譯器以及各版本的IDE所支持的PIC系列型號可以在MPLAB IDE(8．0版本以上)的Configure『Select device…進行查看。 2 P1032的UART串口編程 下面以UART串口模塊為例來敘述PIC32的開發(fā)過程，電路原理如圖2所示。考慮到MAPLAB ICD3和MPLAB REAL ICE仿真器的價格較貴，采用了USB口的MPLAB ICD2(MPLAB IDE支持USB口的MPLABICD2，不支持串口的ICD2)。本實驗采用MAPLAB IDE8．33集成開發(fā)環(huán)境，選擇PIC32MX32-0F128H。 在PIC32編程中，需要對配置字進行配置(主要是對系統(tǒng)時鐘、外設時鐘等進行配置)。這一工作可在程序中定義，也可以通過MPLAB IDE中的菜單Configure |Configuration Bits…對配置字進行設置；同時可通過Project | Select Language Toolsuite選擇編譯器，通過Configure | Select Device選擇芯片型號。由于MPLAB IDE8．33集成開發(fā)環(huán)境程序只是對以前版本的升級改進，因此使用過MAPIAB IDE開發(fā)環(huán)境的開發(fā)人員可方便、快速地掌握其使用方法。本實驗采用MPLAB C32編譯器，程序1為直接使用MPLAB C32編譯器中的軟件外設函數(shù)庫進行UART的操作；程序2則是采用讀寫寄存器對UART進行操作。程序實現(xiàn)上位機發(fā)送數(shù)據(jù)，PIC32單片機收到數(shù)據(jù)后返回上位機。 |
