PIC單片機(jī)快速入門
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PIC16F616是一款14引腳、8位的CMOS單片機(jī).采用精簡指令集,僅有35條指令,由于采用了數(shù)據(jù)總線和指令總線分離的哈佛總線結(jié)構(gòu),使得除少量指令不是單周期之外,大部分的指令都是單周期指令.這樣有利于提高單片機(jī)的運(yùn)行速度和執(zhí)行效率.
PIC16F616這款單片機(jī)供電電壓可以在2V到5.5V之間,內(nèi)部集成了一個(gè)RC振蕩器,頻率可以配置成8MHZ或者4MHZ,也可以用外部晶振提供時(shí)鐘.內(nèi)部集成有AD轉(zhuǎn)換、比較器等硬件模塊,還具有上電復(fù)位、欠壓復(fù)位、看門狗、代碼保護(hù)等功能.三個(gè)定時(shí)器、PWM發(fā)生器等可以由用戶編程.下面我來一一介紹關(guān)于PIC單片機(jī)的這些模塊和功能.
1.存儲(chǔ)器
PIC16F616分為程序存儲(chǔ)其和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,程序存儲(chǔ)器的大小是2048words,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的大小是128bytes.
程序存儲(chǔ)器中0000H的地址為復(fù)位地址,當(dāng)上電或者看門狗計(jì)時(shí)器等復(fù)位的時(shí)候,均會(huì)導(dǎo)致PC指針指向復(fù)位地址.地址0004H為中斷地址,當(dāng)無論發(fā)生什么中斷的時(shí)候,PC指針就會(huì)指向此地址.在地址0005H~07FFH可以移植程序.
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分為兩個(gè)部分,分別叫做bank0和bank1,其中bank0的地址范圍為:00H-7FH,Bank1的地址范圍為80H-FFH.一般的寄存器都放在里面.可以通過寄存器STATUSL里面的RP0位來選擇bank0和bank1.
在編程序的時(shí)候要注意的是,當(dāng)你要操作的寄存器在bank0的時(shí)候,先要選擇bank0(將寄存器STATUS的RP0位置0),然后再對你所要操作的寄存器進(jìn)行操作,當(dāng)你要操作的寄存器在bank1的時(shí)候,同理先要選擇bank1.
如果想要定義一些變量,可以在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器20H開始的地址定義,定義的地址范圍為20H-7FH.一般這么多就夠用了.
2.PIC的輸入輸出端口
在學(xué)習(xí)這個(gè)部分的時(shí)候,曾經(jīng)遇到過一些問題.PIC單片機(jī)的引腳不多,大多都是復(fù)用引腳,例如AD、IO、比較器、外接晶振等等,所以在配置端口的時(shí)候,一定要知道每個(gè)功能怎樣設(shè)置才能實(shí)現(xiàn)的,在這一小節(jié)中,我要講的是通用IO口的設(shè)置問題.
PIC16F616有12個(gè)IO口,但是有一個(gè)引腳(RA3)只能作為輸入引腳用,不能用作輸出,另外,A口具有電平變化中斷的功能,而C口沒有,在設(shè)計(jì)的時(shí)候要注意.
在設(shè)置的時(shí)候,一般要進(jìn)行以下幾項(xiàng)設(shè)置:
(1)設(shè)置端口是模擬端口還是數(shù)字端口,可以通過寄存器ANSEL來設(shè)置.例如你想用AD,就要將相應(yīng)的引腳設(shè)置為模擬輸入端口.
(2)如果你選擇的是數(shù)字端口,接下來就要設(shè)置端口的方向,是輸入還是輸出(RA3除外),可通過寄存器TRISA(A口)或TRISC(C口)來設(shè)置.
(3)設(shè)置端口的輸出電平,可以通過寄存器PORTA(A口)或PORTC(C口)來設(shè)置.
這是對IO口的通用設(shè)置,但是這不是全部的設(shè)置,接下來的設(shè)置要看時(shí)A口還是C口了.對于A口,它有幾個(gè)特殊的功能:內(nèi)部弱上拉、電平變化中斷、RA2/INT引腳的沿中斷.如果想要這些功能,就要對相應(yīng)的寄存器進(jìn)行設(shè)置.
弱上拉的設(shè)置:只有當(dāng)引腳為輸出的時(shí)候弱上拉才有效,可以通過寄存器WPUA來設(shè)置相應(yīng)引腳的弱上拉,值得一提的如果開啟了弱上拉,會(huì)有多余的電流浪費(fèi),這樣對于低功耗的設(shè)計(jì)是不可取的,但是如果在進(jìn)行一些例如鍵盤電路設(shè)計(jì)的候,可以開啟弱上拉功能,這樣就不需要在鍵盤電路中加上拉電阻了.
電平變化中斷的設(shè)置:可以通過寄存器IOCA來設(shè)置,但是首先要將相應(yīng)引腳設(shè)置為數(shù)字端口且為輸入狀態(tài).同時(shí)要將寄存器INTCON的REIE位設(shè)置為1,總中斷要允許(置寄存器INTCON的GIE位),如果設(shè)置相應(yīng)引腳有這個(gè)功能,當(dāng)此引腳電平發(fā)生的時(shí)候,就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷,同時(shí)一些中斷標(biāo)志位被置上(INTCON的RAIF位被置1),且總中斷GIE被置為0.在中斷服務(wù)程序中,要軟件清除RAIF位和重新置GIE位才能繼續(xù)開啟此中斷.
RA2/INT腳的沿中斷設(shè)置:同樣首先要將相應(yīng)引腳設(shè)置為數(shù)字端口且為輸入狀態(tài),設(shè)置INTCON的INTF位為1,表示允許int引腳外部中斷,寄存器OPTION_REG的INTEGD位可以設(shè)置是上升沿中斷還是下降沿中斷.當(dāng)發(fā)生中斷時(shí),INTCON的INTF位被置為1,GIE被清零,在中斷服務(wù)程序中,要軟件清除INTF位和重新置GIE位才能繼續(xù)開啟此中斷.
對于C口,不能產(chǎn)生電平變化中斷和沿中斷.
3.定時(shí)器
定時(shí)器是單片機(jī)的一個(gè)很重要的部分,用它可以產(chǎn)生很多不同的定時(shí)時(shí)間,來滿足程序設(shè)計(jì)的不同需求.PIC16F616有三個(gè)定時(shí)器,分別是Timer0、Timer1、Timer2.它們的用法不是很相同,下面來分別談?wù)勥@三個(gè)定時(shí)器的用法和設(shè)置問題.
(1)Timer0
Timer0是一個(gè)八位的計(jì)數(shù)器,它有一個(gè)八位的計(jì)數(shù)寄存器TMR0,八位的預(yù)分頻器(與看門狗共用),可以選擇內(nèi)部或者是外部時(shí)鐘源,有計(jì)數(shù)器溢出中斷的功能.
Timer0可以作為一個(gè)定時(shí)器或者計(jì)數(shù)器來使用,與Timer0有關(guān)的寄存器有:TMR0,INTCON,OPTION_REG,TRISA.
當(dāng)Timer0作為定時(shí)器來使用的時(shí)候,要設(shè)置OPTION_REG的T0CS位為0,表示用的是內(nèi)部時(shí)鐘,每一個(gè)指令周期TMR0的值會(huì)增加(當(dāng)沒有預(yù)分頻的時(shí)候),當(dāng)TMR0被賦值的時(shí)候,會(huì)有兩個(gè)指令周期的延時(shí).預(yù)分頻器可以和看門狗共用,可以由OPTION_REG的PSA位來設(shè)置,當(dāng)PSA 為0的時(shí)候分頻器選擇Timer0,當(dāng)PSA為1的時(shí)候分頻器選擇看門狗.同時(shí),與分頻器的分頻值可以通過寄存器OPTION_REG來設(shè)置,設(shè)置的值可以由1:2到1:256.當(dāng)Timer0的計(jì)數(shù)器TMR0計(jì)數(shù)從FFH到00H的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生溢出,同時(shí)溢出標(biāo)志位(INTCON寄存器的T0IF位)會(huì)置位(無論Timer0的中斷是否開啟),如果中斷已經(jīng)開啟了(INTCON寄存器的T0IE被置位),那么就會(huì)產(chǎn)生溢出中斷.T0IF位需要軟件對其進(jìn)行清零.
當(dāng)Timer0作為計(jì)數(shù)器來使用的時(shí)候,就要用外部時(shí)鐘源(OPTION_REG的T0CS置1),每次當(dāng)引腳T0CK1的沿到來時(shí)Timer0的 TMR0會(huì)增加1,上升沿和下降沿可以由OPTION_REG的T0SE來設(shè)置.中斷和Timer0作為定時(shí)器使用時(shí)一樣.在我們編程序的時(shí)候,可以用 Timer0進(jìn)行定時(shí)或產(chǎn)生定時(shí)信息,下面我來解釋定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間的計(jì)算.假設(shè)Timer0用的時(shí)鐘源是內(nèi)部的4MHZ,那么每條指令的執(zhí)行時(shí)間就是 1us,設(shè)Timer0的預(yù)分頻系數(shù)是1:256,TMR0的初值是6,那么定時(shí)時(shí)間為:
256×(256-6)×1us=64ms
在編程的時(shí)候需要注意的是Timer0的中斷是不能把單片機(jī)從SLEEP的狀態(tài)喚醒的.
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