關(guān)于PIC單片機的一些經(jīng)驗總結

為了給前一段時(shí)間學(xué)習PIC16F616型單片機的一個(gè)總結和方便大家的交流,我寫(xiě)了這篇關(guān)于PIC單片機的學(xué)習心得,都是在看了手冊和編程調試后用自己的語(yǔ)言組織的,其中有不足或者有疑問(wèn)的地方希望大家能及時(shí)的給予糾正和批評,提出寶貴的意見(jiàn).

2.PIC單片機的概述

PIC16F616是一款14引腳、8位的CMOS單片機.采用精簡(jiǎn)指令集,僅有35條指令,由于采用了數據總線(xiàn)和指令總線(xiàn)分離的哈佛總線(xiàn)結構,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的運行速度和執行效率.

PIC16F616這款單片機供電電壓可以在2V到5.5V之間,內部集成了一個(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.內部集成有AD轉換、比較器等硬件模塊,還具有上電復位、欠壓復位、看門(mén)狗、代碼保護等功能.三個(gè)定時(shí)器、PWM發(fā)生器等可以由用戶(hù)編程.下面我來(lái)一一介紹關(guān)于PIC單片機的這些模塊和功能.

3.存儲器

PIC16F616分為程序存儲其和數據存儲器,程序存儲器的大小是2048words,數據存儲器的大小是128bytes.

程序存儲器中0000H的地址為復位地址,當上電或者看門(mén)狗計時(shí)器等復位的時(shí)候,均會(huì )導致PC指針指向復位地址.地址0004H為中斷地址,當無(wú)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.

數據存儲器分為兩個(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(guò)寄存器STATUSL里面的RP0位來(lái)選擇bank0和bank1.

在編程序的時(shí)候要注意的是,當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,可以在數據存儲器20H開(kāi)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.

4.PIC的輸入輸出端口

在學(xué)習這個(gè)部分的時(shí)候,曾經(jīng)遇到過(guò)一些問(wèn)題.PIC單片機的引腳不多,大多都是復用引腳,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)功能怎樣設置才能實(shí)現的,在這一小節中,我要講的是通用IO口的設置問(wèn)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(méi)有,在設計的時(shí)候要注意.

在設置的時(shí)候,一般要進(jìn)行以下幾項設置:

(1)設置端口是模擬端口還是數字端口,可以通過(guò)寄存器ANSEL來(lái)設置.例如你想用AD,就要將相應的引腳設置為模擬輸入端口.

(2)如果你選擇的是數字端口,接下來(lái)就要設置端口的方向,是輸入還是輸出(RA3除外),可通過(guò)寄存器TRISA(A口)或TRISC(C口)來(lái)設置.

(3)設置端口的輸出電平,可以通過(guò)寄存器PORTA(A口)或PORTC(C口)來(lái)設置.

這是對IO口的通用設置,但是這不是全部的設置,接下來(lái)的設置要看時(shí)A口還是C口了.對于A(yíng)口,它有幾個(gè)特殊的功能:內部弱上拉、電平變化中斷、RA2/INT引腳的沿中斷.如果想要這些功能,就要對相應的寄存器進(jìn)行設置.

弱上拉的設置:只有當引腳為輸出的時(shí)候弱上拉才有效,可以通過(guò)寄存器WPUA來(lái)設置相應引腳的弱上拉,值得一提的如果開(kāi)啟了弱上拉,會(huì )有多余的電流浪費,這樣對于低功耗的設計是不可取的,但是如果在進(jìn)行一些例如鍵盤(pán)電路設計的候,可以開(kāi)啟弱上拉功能,這樣就不需要在鍵盤(pán)電路中加上拉電阻了.

電平變化中斷的設置:可以通過(guò)寄存器IOCA來(lái)設置,但是首先要將相應引腳設置為數字端口且為輸入狀態(tài).同時(shí)要將寄存器INTCON的REIE位設置為1,總中斷要允許(置寄存器INTCON的GIE位),如果設置相應引腳有這個(gè)功能,當此引腳電平發(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位才能繼續開(kāi)啟此中斷.

RA2/INT腳的沿中斷設置:同樣首先要將相應引腳設置為數字端口且為輸入狀態(tài),設置INTCON的INTF位為1,表示允許int引腳外部中斷,寄存器OPTION_REG的INTEGD位可以設置是上升沿中斷還是下降沿中斷.當發(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位才能繼續開(kāi)啟此中斷.

對于C口,不能產(chǎn)生電平變化中斷和沿中斷.

5.定時(shí)器

定時(shí)器是單片機的一個(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(lái)滿(mǎn)足程序設計的不同需求.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(lái)分別談?wù)勥@三個(gè)定時(shí)器的用法和設置問(wèn)題.

(1)Timer0

Timer0是一個(gè)八位的計數器,它有一個(gè)八位的計數寄存器TMR0,八位的預分頻器(與看門(mén)狗共用),可以選擇內部或者是外部時(shí)鐘源,有計數器溢出中斷的功能.

Timer0可以作為一個(gè)定時(shí)器或者計數器來(lái)使用,與Timer0有關(guān)的寄存器有:TMR0,INTCON,OPTION_REG,TRISA.

當Timer0作為定時(shí)器來(lái)使用的時(shí)候,要設置OPTION_REG的T0CS位為0,表示用的是內部時(shí)鐘,每一個(gè)指令周期TMR0的值會(huì )增加(當沒(méi)有預分頻的時(shí)候),當TMR0被賦值的時(shí)候,會(huì )有兩個(gè)指令周期的延時(shí).預分頻器可以和看門(mén)狗共用,可以由OPTION_REG的PSA位來(lái)設置,當PSA 為0的時(shí)候分頻器選擇Timer0,當PSA為1的時(shí)候分頻器選擇看門(mén)狗.同時(shí),與分頻器的分頻值可以通過(guò)寄存器OPTION_REG來(lái)設置,設置的值可以由1:2到1:256.當Timer0的計數器TMR0計數從FFH到00H的時(shí)候會(huì )產(chǎn)生溢出,同時(shí)溢出標志位(INTCON寄存器的T0IF位)會(huì )置位(無(wú)論Timer0的中斷是否開(kāi)啟),如果中斷已經(jīng)開(kāi)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Timer0作為計數器來(lái)使用的時(shí)候,就要用外部時(shí)鐘源(OPTION_REG的T0CS置1),每次當引腳T0CK1的沿到來(lái)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(lái)設置.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(lái)解釋定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間的計算.假設Timer0用的時(shí)鐘源是內部的4MHZ,那么每條指令的執行時(shí)間就是 1us,設Timer0的預分頻系數是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從SLEEP的狀態(tài)喚醒的.

(2)Timer1

Timer1是一個(gè)十六位的計數器.它有一個(gè)計數寄存器對(TMR1H:TMR1L),時(shí)鐘源也是內外可選的,具有一個(gè)2bit的預分頻器,可以同步或者異步操作,具有中斷功能,但是溢出中斷只能在外部時(shí)鐘、異步的模式才能將單片機從SLEEP中喚醒,Timer1具有捕獲/比較功能,還有被一些特殊事件觸發(fā)功能(ECCP),比較器的輸出可以與Timer1的時(shí)鐘同步.下面來(lái)一一介紹這些功能.