資料介紹
MPLAB X IDE 是一款軟件程序,用于為 Microchip 單片機(jī)和數(shù)字信號(hào)控制器開發(fā)應(yīng)用程序。(經(jīng)驗(yàn)豐富的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以跳過這章而直接閱讀下一章。)該開發(fā)工具稱為集成開發(fā)環(huán)境或 IDE,因?yàn)樗峁┝藛我坏募?“環(huán)境”來開發(fā)用于嵌入式單片機(jī)的代碼。本章將介紹嵌入式系統(tǒng)的開發(fā),并簡要說明如何在該過程中使用來自 Microchip 的 MPLAB X IDE。
嵌入式系統(tǒng)通常為一種利用小型單片機(jī)(如 Microchip PIC? 單片機(jī)(MCU)或 dsPIC? 數(shù)字信號(hào)控制器 (Digital Signal Controller, DSC))功能的設(shè)計(jì)。這些單片機(jī)將微處理器單元 (類似于個(gè)人計(jì)算機(jī)中的 CPU)與某些稱為外設(shè)的附加電路相結(jié)合,加上同一芯片上的其他電路就構(gòu)成了一個(gè)需要極少其他外部器件的小型控制模塊。這種單一的器件可以被嵌入到其他電子和機(jī)械設(shè)備中,以實(shí)現(xiàn)低成本的數(shù)字控制。
嵌入式控制器和個(gè)人計(jì)算機(jī)之間的主要區(qū)別在于:嵌入式控制器專用于某項(xiàng)特定任務(wù),或某些特定任務(wù)。而個(gè)人計(jì)算機(jī)則設(shè)計(jì)為能夠運(yùn)行多種不同類型的程序,并能夠連接到多種不同的外部設(shè)備。嵌入式控制器只有一個(gè)程序,因此成本低廉,只要能夠保證處理專項(xiàng)任務(wù)所需的計(jì)算能力和硬件即可。而個(gè)人計(jì)算機(jī)的核心具有比較昂貴的通用中央處理單元 (Central Processing Unit, CPU),它還包含了很多其他外部設(shè)備(內(nèi)存、磁盤驅(qū)動(dòng)器、視頻控制器和網(wǎng)絡(luò)接口電路等)。嵌入式系統(tǒng)具有低成本的智能型單片機(jī)(MCU),在同一芯片上還有很多外設(shè)電路,而外部設(shè)備則相對(duì)很少。通常,嵌入式系統(tǒng)屬于隱藏部件,或者是其他產(chǎn)品 (如充電電鉆機(jī)、冰箱或車庫開門器)的子模塊。這些產(chǎn)品中的控制器只執(zhí)行整個(gè)設(shè)備的一小部分功能??刂破鹘o這些設(shè)備中的關(guān)鍵子系統(tǒng)增添了低成本的智能。舉例來說,煙霧探測器就是一種嵌入式系統(tǒng)。它的功能是檢測傳感器輸出的信號(hào),如果信號(hào)指示有煙霧存在,則發(fā)出警報(bào)。可以使煙霧探測器中的小程序無限循環(huán),不停地對(duì)煙霧傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行采樣;也可以使煙霧探測器中的小程序處于低功耗的 “休眠”模式,由傳感器的輸出信號(hào)將它喚醒,喚醒后煙霧探測器中的小程序就會(huì)發(fā)出警報(bào)。該程序可能還具有一些其他功能,如用戶測試功能和電池欠壓報(bào)警。雖然配備傳感器和音頻輸出設(shè)備的個(gè)人計(jì)算機(jī)通過編程也可以實(shí)現(xiàn)上述功能,但這并不是一種節(jié)約成本的解決方案 (而且它也不可能依靠 9 伏的電池以無人照管方式運(yùn)行多年!)。嵌入式設(shè)計(jì)使用廉價(jià)的單片機(jī),為我們?nèi)粘I瞽h(huán)境中的方方面面提供智能化處理,如煙霧探測器、相機(jī)、手機(jī)、家用電器、汽車、智能卡以及安防系統(tǒng)。
PIC MCU 具有片上程序存儲(chǔ)器(圖 1-1),用于儲(chǔ)存固件或編碼指令(圖 1-2)以運(yùn)行程序。程序計(jì)數(shù)器 (Program Counter, PC)用于對(duì)程序存儲(chǔ)器 (包括復(fù)位和中斷地址)進(jìn)行尋址。硬件堆棧用于代碼中的調(diào)用和返回指令,所以它與程序存儲(chǔ)器配合工作,但不是后者的一部分。器件數(shù)據(jù)手冊(cè)中介紹了程序存儲(chǔ)器操作、向量和堆棧的詳細(xì)信息。
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