器件的選型和開發(fā)環(huán)境與工具
對便攜式的系統來說，要求元器件及其模塊小型化、低功耗。元器件的選型與系統的成敗有重要的關系。以下主要介紹主控芯片的選型及其開發(fā)環(huán)境與工具和外圍器件的選型。
2.4.1 主控芯片選型
根據便攜式系統單片機小型化、低功耗、高性能的選型要求，本設計選用美國 Microchip 公司生產的 8 位單片機 PIC16F877A。采用 RISC 結構，僅有 35 條單字指令。其主要性能如下羅列所示[14]：
l 運行速度為 DC 20 MHz 時鐘輸入，DC 200 ns 指令周期；
l 8 K ´ 14 個 Flash 程序存儲器，368 ´ 8 個數據存儲器（RAM）字節(jié)，256 ´ 8 EEPROM 數據存儲器字節(jié)；
l 上電復位（POR），上電定時器（PWRT）和振蕩啟動定時器（OST）；
l 在線串行編程（ICSP）；
l 運行電壓范圍 2.0 V 至 5.5 V，高吸入/拉出電流 25 mA；
l 全靜態(tài)設計，低功耗（在 5 V，4 MHz 時典型值小于 2 mA，典型的穩(wěn)態(tài)電流值小于 1 mA）；
外圍特征：
l Timer0 為帶有預分頻器的 8 位定時器/計數器
l Timer1 為帶有預分頻器的 16 位定時器/計數器，在使用外部晶體振蕩時鐘時， 在 Sleep 器件仍能工作
l Timer2 為帶有 8 位周期寄存器，預分頻器和后分頻器的 8 位定時器/計數器
l 2 個捕捉器，比較器，PWM 模塊。其中：捕捉器是 16 位，分辨率為 12.5 ns，比較器是 16 位，分辨率為 200 ns，PWM 分辨率為 10 位
l 10 位多通道模/數轉換器
l 帶有 SPI（主模式）和 I2C（主/從）模式的 SSP
l 帶有 9 位地址探測的通用同步異步接收/發(fā)送器（USART/SCI）
l 帶有降壓復位的降壓檢測電路
2.4.2 開發(fā)環(huán)境與工具
①PIC 的開發(fā)環(huán)境
MPLAB IDE 集成開發(fā)環(huán)境是綜合的編輯器、項目管理器和設計平臺，適用于PIC 系列單片機和 dsPIC 數字信號控制器，基于 Windows 操作系統的集成開發(fā)環(huán)境。
MPLAB IDE 提供以下功能[15]：
l 使用內置編輯器創(chuàng)建和編輯源代碼；
l 匯編、編譯和鏈接源代碼；
l 通過使用內置模擬器觀察程序流程調試可執(zhí)行邏輯；或者使用 MPLAB ICE 2000 和MPLAB ICE 4000 仿真器或MPLAB ICD 2 在線調試器實時調試可執(zhí)行邏輯
l 用模擬器或仿真器測量時間；
l 在觀察窗口中查看變量；
l 使用MPLAB ICD 2、PICSTART® Plus 或 PRO MATE® II 器件編程器燒寫固件；
l 使用 MPLAB IDE 豐富的在線幫助快速找出問題的答案。
②編譯器 Hitech-PICC
Microchip 公司沒有針對 PIC 中低檔系列單片機的 C 語言編譯器，但是很多專業(yè)的第三方公司有眾多支持 PIC 單片機的 C 語言編譯器提供，常見的有 Hitech、CCS、IAE、Bytecraft 等公司。本課題進行中使用的是 Hitech 公司的 PICC 編譯器， 它穩(wěn)定可靠，編譯生成的代碼效率高。
PICC 基本上符合 ANSI 標準，除了不支持函數的遞歸調用。主要原因是因為PIC 單片機中的堆棧是硬件實現的，其深度已隨芯片固定，無法實現需要大量堆棧操作的遞歸算法。PICC 編譯器可以直接掛接在 MPLAB IDE 集成開發(fā)平臺下，實現一體化的編譯連接和源代碼調試。
③在線調試器 MPLAB ICD2
MPLAB ICD2 在 MPLAB IDE 環(huán)境下運行，可以調試匯編和 C 源代碼，查看、修改變量，單步執(zhí)行以及設置斷點。它通過 ICSP 對 PIC 系列單片機進行調試，在調試模式下，僅占用部分的資源，一級堆棧、幾個通用寄存器和很小部分的程序空間。
主要特征包括[16]：
l 全速運行；
l 通過 USB 或串口連接到 PC；
l 支持 dsPIC 數字信號控制器的整個電源范圍；
l 可以用作廉價的編程器；
l “智能查看”變量窗口；
l 集成過壓/短路檢測；
l 支持斷點、單步、連續(xù)單步和執(zhí)行到光標處等多種通用調試方法。
2.4.3 外圍器件的選型
外圍元器件的選型以單片機 PIC16F877A 主控芯片為核心，實現系統的功能， 達到指標要求。本設計系統中主要使用了以下外圍器件：
①顯示模塊型號為 LCM12864A-01 的 LCM 液晶顯示模塊，采用 128 ´ 64 點陣， 可顯中文；
②光電耦合器型號為 TLP281，用于輸入、輸出的隔離；
③異或器件，74HC86，四路 2 輸入異或門，用于輸入器件信號的兩兩異或；
④電壓調節(jié)器，7808，用于輸入電壓降壓，輸出 7 V；
⑤電源轉換器，LM2590HV-5.0，用于輸入電壓降壓，輸出 5 V；
⑥繼電器：用于控制切換多路狀態(tài)。
