1 概述

　　Microchip公司生產(chǎn)的PIC16C72是一款基于EPROM的8位高性能微控制器。與其它價格相當(dāng)?shù)奈⒖刂破飨啾龋�它在�?zhí)行速度和代碼壓縮方面都有很大的改進。由于隨時可以買到需要的OPT（一次性編程）產(chǎn)品，因而縮短了利用PIC16C73進行產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)的周期。

　　PIC16C73微控制器所具有的優(yōu)越性能主要歸功于它的精簡指令集（RISC）和所采用的哈佛（Harvard）結(jié)構(gòu)，它具有分離的程序儲器空間（12位寬指令）和數(shù)據(jù)存儲器空間（8位寬數(shù)據(jù)）。同時可運用兩級流水線指令進行取數(shù)和執(zhí)行，除了跳轉(zhuǎn)指令需要兩個周期外，其余所有的指令都可在單周期內(nèi)執(zhí)行。

　　PIC16C73分離的程序和數(shù)據(jù)空間可使指令字優(yōu)化為任意寬度，從而使指令具有單字長的特性，且允許指令碼的數(shù)據(jù)位數(shù)多于8位，這樣，就可達到2：1的代碼壓縮和4：1的速度。

2 結(jié)構(gòu)特點及工作原理

　　PIC16C73 PIC16xx系列微控制器中的一種，它由高性能RISC結(jié)構(gòu)的CPU、存儲器、I/O接口和復(fù)位電路等組成。

2.1 外部結(jié)構(gòu)特點

　　PIC16C73是28腳雙列直插式大規(guī)模集成芯片。

　　各引腳功能如下：

　　OSC1/CLKIN：為晶體振蕩器輸入/外部時鐘源輸入引腳。

　　OSC2/CLKOUT：晶體振蕩器輸出/外部時鐘源輸出引腳。在晶體振蕩器方式下，接晶體或陶瓷振蕩器；在RC振蕩方式，輸出1/4fosc。

　　MCLR/Vpp：芯片復(fù)位/編程電壓輸入腳，復(fù)位時，低電平有效。

　　RA0/AN0～RA5/AN4/SS：復(fù)用引腳，RA0～RA5為雙向數(shù)據(jù)線；AN0～AN4為A/D輸入輸出通道；RA5～AN4/SS還可作為同步串口使用。

　　RB0～RB7：B口雙向數(shù)據(jù)信號線，其引腳含有可控的弱上拉電阻。其中，RB4/INT可作為外部中斷輸入端；RB4～RB7可產(chǎn)生變化中斷；RB6可作為串行編程的時鐘端；RB7可作為串行編程的數(shù)據(jù)端。

　　RC0～RC7：復(fù)用引腳，為C口雙向數(shù)據(jù)信號線，C口引腳均為多功能復(fù)用引腳。

　　RC0/T1OS0/T1CK1可選擇TMR1振蕩器輸出或TMR1時鐘輸入；

　　RC1/T1OS1/CCP2可作為TMR1振蕩器輸入或捕捉器2輸入/比較器輸出/PWH2輸出；

　　RC2/CCP1可作為捕捉器1輸入/比較器輸出/PWH1輸出；

　　RC3/SCK/SCL可作為同步串行時鐘輸入/SPI的I2C方式輸入；

　　RC4/SDI/SDA可作為SPI數(shù)據(jù)輸入（SPI）或數(shù)據(jù)I/O（I2C）；

　　RC6/SDO可作為SPI數(shù)據(jù)輸出（SPI）；

　　RC6/TX/CK可以作為異步發(fā)送或SCI同步時鐘線；

　　RC7/RX/DT可以作為異步接收或SCI同步數(shù)據(jù)線。

2.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點

a.高性能CPU

　　●僅35條單字指令，采用的時鐘頻率為20MHz，指令周期為200ns；

　　●具有8級深度的硬件堆棧；

　　●具有中斷能力，有11個中斷源；

　　●帶有片內(nèi)RC振蕩器的看門狗（WDT）；

　　●具有程序保密位，可防止非法拷貝；

　　●具有低功耗SLEEP方式，功率低，采用高速CMOS EPROM工藝制造；

　　●可選擇不同的振蕩器方式；

　　●工作電壓為3.0V～6.0V。

b.分離的程序和數(shù)據(jù)空間

　　該PIC器件帶有13位程序存儲器，最大尋址能力為8k×14位，用戶存儲空間（0000～0FFFh）共4k×14位。當(dāng)訪問大于以上地址范圍的物理存儲空間時，可采用滾動循環(huán)訪問方式。

　　數(shù)據(jù)存儲區(qū)分為每個存儲體Bank0和Bank1，每個存儲體又由通用寄存器和專用寄存器構(gòu)成。當(dāng)狀態(tài)寄存器中的RP0位為0時，選中Bank0；RP0為1時選中Bank1。每個存儲體最大可以擴展到7Eh（128個字節(jié)）。在每個存儲體中，專用寄存器被安排在低空間，用SRAM實現(xiàn)的通用寄存器被安排在高地址空間。專用寄存器中含有A/D的寄存器。

c.完善的串行通信接口（SCI）

　　SCI利用RC6和RC7兩個引腳來作為通信線的二線制串行通信接口。它們可被定義為三種方式：全雙工異步方式、半雙工同步主控方式和半雙工同步從動方式。

　　SIC部件含有兩個8位的可讀寫狀態(tài)和控制寄存器，分別為發(fā)送和控制寄存器TXSTA、接收和控制寄存器RCSTA。

d.片內(nèi)器件模塊

　　●有3個定時/計數(shù)器和3個雙向I/O口。

　　●含有16位捕捉/比較/PWM模塊。其中捕捉器的最大分辨率為12.5ns；而比較器的最大分辨率為200ns；PWM的分辨率為10位。

　　●帶有5路A/D轉(zhuǎn)換器和A/D中斷功能。

3 基于PIC16C73的智能售電系統(tǒng)

　　筆者在開發(fā)智能電表售電系統(tǒng)時，采用PIC16C73單片機設(shè)計了一個PIC通信通道來作為遙控器和PC機間的數(shù)據(jù)通信通道。將紅外遙控器插入通信通道即可與PC機進行數(shù)據(jù)交換。首先，PIC通信通道取紅外線遙控器中的用戶識別碼并送入PC機，由PC機的數(shù)據(jù)庫管理模塊完成用戶的注冊、注銷和售電等工作；然后，再由PIC通信通道將PC機的RS232C串行通信接口輸出的用戶識別碼及所售電量送入紅外線遙控制中，最后再由紅外線遙控器將售電量送入智能電表。該智能電表售電系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。

3.1 PIC通信通道的硬件系統(tǒng)設(shè)計

　　該智能電表售電系統(tǒng)的PIC通信通道的硬件電路結(jié)構(gòu)如圖4所示。

　　PC機與PIC通信通道采用異步串行通信方式，但由于PC機的RS-232C串行通信接口傳輸?shù)男盘枮镃MOS電平，而PIC16C73的串行通信接口傳輸?shù)男盘枮門TL電平，因而通信通道采用MAX-232芯片來完成信號電平的自動轉(zhuǎn)換；而PIC通信通道與紅外線遙控器則采用并行通信方式進行信息傳輸，此時，PIC16C73單片機使用RB口作為并行I/O口。為了能讓用戶認可售電信息，筆者專門設(shè)計了由MC144