PICC單片機(jī)應(yīng)用與設(shè)計

1、前言面向應(yīng)用的嵌入式系統(tǒng)在我國方興未艾微控制器，也就是單片機(jī)（MCU,在80年代進(jìn)入中國。由于微控制器容易學(xué)、容易用，倍受青瞇。這種把中央處理器、存儲器、外設(shè)器件及I/O做在同一塊芯片上的器件總是作為應(yīng)用系統(tǒng)中的控制部件使用?，F(xiàn)在，做在微控制器芯片上的外設(shè)部件越來越多，功能不斷增強。針對具體的應(yīng)用，利用微控制器可以設(shè)計出十分復(fù)雜的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)稱作嵌入式系統(tǒng)。在杭州召開的99全國單片微機(jī)學(xué)術(shù)交流會暨多國單片微機(jī)產(chǎn)品展覽會上，許多專家呼吁要提高對嵌入式系統(tǒng)的認(rèn)識。?目前，在全世界，嵌入式系統(tǒng)帶來的工業(yè)年產(chǎn)值已超過1萬億美元。預(yù)計在美國，單是使用嵌入式電腦的全數(shù)字電視產(chǎn)品每年將產(chǎn)生1500億美元的

2、新市場。美國未來學(xué)家尼葛洛龐帝曾預(yù)言，四、五年后，嵌入式智能工具將是繼PC和因特網(wǎng)后最偉大的發(fā)明。就目前國內(nèi)微控制器的應(yīng)用狀況，全國微機(jī)單片機(jī)學(xué)會理事長陳章龍教授說，從整體來講，在中國，微控制器的應(yīng)用水平還不高，主要是用8位微控制器，用量也不大，絕大多數(shù)是用于IC卡設(shè)備等儀器儀表和控制領(lǐng)域中。嵌入式系統(tǒng)的核心部件是各種類型的嵌入式處理器，據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界嵌入式處理器的品種已經(jīng)過千，流行的結(jié)構(gòu)有30多種，其中以我們熟悉的PIC系列結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品為最多。據(jù)中國單片機(jī)公共實驗室高級工程師呂京建介紹，嵌入式處理器分為兩大類，一類是以通用計算機(jī)中的CPLfe基礎(chǔ)的嵌入式微控制器，另一類是微控制器。與微處

3、理器相比，微控制器具有單片化、體積小、功耗低、可靠性高、芯片上的個設(shè)資源豐富等特點，目前已成為嵌入式系統(tǒng)的主流器件。嵌入式微處理器的軟件是實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)功能的關(guān)鍵，為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)的可靠性，嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲器芯片或微控制器中。?嵌入式系統(tǒng)是面向應(yīng)用的，因此它可以應(yīng)用在現(xiàn)代化工業(yè)的各個領(lǐng)域，如：航天、航空、軍事、家用消費商品、儀器儀表、各種控制系統(tǒng)及3c系統(tǒng)。尤其在國內(nèi)主要應(yīng)用于家電消費類產(chǎn)品、通信和計算機(jī)外設(shè)等。而福州高奇電子科技有限公司正在對MCU勺廣泛應(yīng)用起著強大的推動作用。高奇電子科技有限公司創(chuàng)辦于一九九三年十月，是一家專業(yè)的半導(dǎo)體集成電路授權(quán)代理商和專業(yè)集成電路

4、應(yīng)用、設(shè)計公司。目前代理、銷售多家著名半導(dǎo)體廠商的產(chǎn)品，如單片機(jī)、E2PROM保安器件、電壓檢測器、LCD/VFD®動器、電話來電識別(CallerID)以及交換機(jī)用的Switch、Codec芯片等等；同時，設(shè)有專業(yè)的研發(fā)部門，已經(jīng)研制了一系列電子產(chǎn)品整機(jī)方案，這些方案包括完整的軟硬件設(shè)計資料及樣機(jī)，可提供給整機(jī)廠商直接采用生產(chǎn)。公司的工程部門還可以為客戶量身定做，增加和刪改功能以體現(xiàn)客戶的產(chǎn)品特色。高奇公司堅持“以專業(yè)的態(tài)度和水準(zhǔn)，供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品、創(chuàng)名牌服務(wù)”的經(jīng)營理念，將全部資源專注于半導(dǎo)體IC的應(yīng)用設(shè)計、行業(yè)市場的專用IC(ASIC)設(shè)計以及IC市場營銷，并將不斷開拓出電子產(chǎn)品新領(lǐng)

5、域，并縮短研發(fā)時間，使產(chǎn)品與下面就介紹一種簡單的PIC單片機(jī)系列。時代同步。?下面就介紹一種簡單的PIC單片機(jī)系列第一章？PIC12C5XXJ能原理PIC12C5X爆美國Microchip公司推出的8位單片機(jī)，也是世界上第一個8腳封裝的8位單片機(jī)系列。§？功能特點一、高性能RISC結(jié)構(gòu)CPU?精簡指令集，僅33條單字節(jié)指令，易學(xué)易用?除地址分支跳轉(zhuǎn)指令為雙周期指令外，其余所有指令皆為單周期指令?執(zhí)行速度：D01區(qū)s?二級硬件堆棧?直接、間接、相對三種尋址方式二、功能部件特性?8位定時器/計數(shù)器TIMER0帶8位預(yù)分頻器?大驅(qū)動電流，I/O腳可直接驅(qū)動數(shù)碼管（LED顯示?-每個I/O引

6、腳最大控電流25mA?內(nèi)置上電復(fù)位電路（POR?復(fù)位定時器，保障復(fù)位正常?內(nèi)部MCL覆位端加上拉電路，無需外接上拉?內(nèi)置自振式看門狗，防程序死鎖?程序保密位，可防止程序代碼的非法拷貝?低功耗睡眠功能?I/O引腳可喚醒睡眠?內(nèi)置4MHzR型振蕩源，可省外接振蕩?可選外接振蕩?-RC：?低成本阻容振蕩?-XT：?標(biāo)準(zhǔn)晶體/陶瓷振蕩?-LP：?低速晶體，低功耗振蕩三、CMOS：藝特性?低功耗?<2mA?5V,4MHz?-<1pA才氐功耗目民（S9ep）模式下?全靜態(tài)設(shè)計?寬工作電壓范圍：?寬工作溫度范圍：?喃用級：？0c+70C?業(yè)級：40C+85c?汽車級：一40C+125C§

7、;?型號及引腳介紹PIC12C5XXB前有二種型號，見下表：型？號振?蕩EPROb/IRAM定時器輸入線I/O線電壓池圍封裝(DIP/SOIC)12C508DC4Mh512Xz1225X811512C表？PIC12C5X通號功能表各型號管腳圖如下:PDIP,SOIQWindowedCERDIPVDD><VSSGP5/OSC1/CLKIN>< >GP0GP4/OSC2>< >GP1GP3/MCLR/VPP><>GP2/T0CK1圖？12C508/509引腳F表描述了各引腳的功能引腳名引腳序號屬性緩沖類型功能GP07I/OTTL/S

8、T雙向I/O口線，帶可編程弱上拉，并具電平變化喚醒睡眠功能GP16I/OTTL/ST雙向I/O口線，帶可編程弱上拉，并具電平變化喚醒睡眠功能GP2/T0CK15I/OST雙向I/O口線，并可設(shè)置為計數(shù)器TIMER0的外部信號輸入端GP3/MCLR4ITTL單向輸入口線，也可設(shè)置為芯片復(fù)位端。當(dāng)設(shè)為復(fù)位端MCLR寸，低電平啟效。當(dāng)作為輸入口線時，帶可編程弱上拉及電平變化喚醒睡眠功能GP4/OSC23I/OTTL雙向I/O口線，（使用片內(nèi)RCfe枷g時，也可作為晶振輸出端）GP5/OSC1/CLKIIN2I/OTTL/ST雙向I/O口線，（使用片內(nèi)RCfe枷g時，也可作為晶振輸入端或外部振藩輸入端

9、）VDD1電源一正電源VSS8電源一地注：SR斯密特觸發(fā)器表？PIC12C5X劉卿功能?從上表可看出，PIC12C5XX®多可以有5根I/O口線和1根輸入口線（GP3。§?PIC12C5X訥部結(jié)構(gòu)?PIC12C5XX勺總線結(jié)構(gòu)采用白是數(shù)據(jù)總線（8位）和指令總線（12位）獨立分開的“哈佛結(jié)構(gòu)”，所以它具有精簡指令集（RISQ的特點，速度快，效率高，并且功耗很低。?PIC12C5X也一個芯片上集成了8位的算術(shù)邏輯運算單元（ALU,-1K的12位程序存儲器，2541個8位數(shù)據(jù)寄存器以及8位的計數(shù)器，上電復(fù)位電路，復(fù)位定時器，看門狗等等。圖？PIC12C5X訥部結(jié)構(gòu)§?指

10、令周期和流水作業(yè)?PIC12C5XX勺指令周期被分頻成4個不重疊的節(jié)拍Q1Q4,程序計數(shù)器PC在Q1節(jié)拍增1,而指令是在Q4節(jié)拍從程序存儲器中取出并置入指令譯碼器，并在下一個指令周期被執(zhí)行，如下圖所示：?指令周期?指令的執(zhí)行貫穿Q1Q4節(jié)拍。?如上所述，當(dāng)CPLft執(zhí)行一條指令的同時，下一條指令的代碼也同時被取出置入指令譯碼器，準(zhǔn)備在下一指令周期執(zhí)行，這就是PIC的流水作業(yè)方式，也是RISC結(jié)構(gòu)單片機(jī)的特點，這種特點使單片機(jī)的運行速度可以達(dá)到很高。除了地址分支跳轉(zhuǎn)指令的執(zhí)行周期是2個指令周期外，其余所有指令都是單周期指令，見下圖：?流水作業(yè)§?程序存儲器和堆棧PIC12C5XX勺程序

11、存儲器為12位長，其中PIC12C508為512字節(jié)，而PIC12C509為1024字節(jié)。復(fù)位向量為地址0,因為最后一個字節(jié)(PIC12C508為地址1FFHJPIC12C509為地址3FFH存放有片內(nèi)RC實際振蕩的校正系數(shù)，其形式為指令MOVLWXXB戶不要使用這個字節(jié)，所以用戶的程序應(yīng)從地址000H開始存放，注意這點和PIC16C5XW所不同。?程序存儲器和堆棧PIC12C5XX巴程序存儲器以512字節(jié)為單位進(jìn)行分頁管理，這樣PIC12C50的一個頁面程序區(qū)，而PIC12C509有2個頁面程序區(qū)，由狀態(tài)寄存器STATU阱的PA0位（STATUS<5>B定程序區(qū)的頁面。這是因為P

12、IC是RISC結(jié)構(gòu)，所有指令都是單字節(jié)，在PIC12C5XW,一條指令中所包含的地址信息只有9位，只能直接尋址一個頁面（512字節(jié)）；對于12C509則還要由PA0位來輔助尋址2個頁面（1024字節(jié)）的程序空間，即程序當(dāng)需從一個頁面跳轉(zhuǎn)到另一個頁面時（CALLGOTO旨令），應(yīng)事先根據(jù)要跳轉(zhuǎn)去的頁面，把PA0位置為相應(yīng)的值，請參閱狀態(tài)寄存器的描述。PIC12C5XX勺堆棧有2層，有自己獨立的空間，不占用程序存儲器。注意它只能容納二層子程序嵌套調(diào)用。堆棧的長度是12位，和PC長度一致，可以存放子程序調(diào)用時的PC值。對堆棧的壓入操作由子程序調(diào)用指令CALL完成，出棧操作則由子程序返回指令RETL怫

13、成，請參閱第二章中這二條指令的詳介。§?數(shù)據(jù)存儲器PIC12C5XX勺數(shù)據(jù)存儲器（RAM由一些寄存器組成，分為特殊寄存器和通用寄存器二種。在PIC單片機(jī)中，對任何部件的操作都表現(xiàn)為對某一寄存器的操作，所以編程非常簡單明了。?*：非實際存在的寄存器，參見§1.6.1中詳介。圖?寄存器結(jié)構(gòu)從上圖可看到，00h06h為特殊寄存器，其余為通用寄存器。PIC12C508有25個通用寄存器，而PIC12C509則有41個通用寄存器，其中25個在Bank。，另16個在Bankl,關(guān)于寄存器的Bank方式，請參閱§1.6.1的FSR寄存器描述。§ 1.6.1 特殊寄存器

14、?一、INDF（地址：00h）間址寄存器INDF是一個物理上不存在的寄存器，只是一個邏輯寄存器，用來進(jìn)行間接尋址，實際的尋址地址為FSR<4:0>勺值。例：?MOVLW?10h?MOVWF?FSR?際地址10h（F10寄存器）FSR?MOVLW?55h?MOVWF?INDF?據(jù)55hF10?INCF?FSR?FSR曾1（FSR=11h?MOVWF?INDF?做據(jù)55hF11?滲閱后面FSR寄存器的描述。二、TMR0（地址：01h）定時器/計數(shù)器寄存器二、TMR0（地址：01h）定時器/計數(shù)器寄存器TMR0寸應(yīng)于TIMER0它是一個8位的定時器/計數(shù)器（在PIC16C5X中稱其為RT

15、CC,請參閱§詳介。三、PCL（地址：02h）程序計數(shù)器PC<7:0>PIC12C5XXS序計數(shù)器PC最多可尋址1K（1024）程序區(qū)：型？?號PC長度尋址空間PC復(fù)位值PIC12C50895121FFhPIC12C5091010243FFh單片機(jī)一復(fù)位，PC值被置為全“1”指向程序區(qū)的最后一個字節(jié)。前面我們提過，這個地址存放的是芯片出廠時已放入的MOVLWXX令（其中XX是片內(nèi)振蕩校正系數(shù)），所以單片機(jī)復(fù)位后會執(zhí)行這條指令，然后PC馬上翻轉(zhuǎn)到000h,開始執(zhí)行用戶的程序代碼。注意，頁面選擇位PA0復(fù)位時也被清零，所以這時頁面處于。頁，請參閱有關(guān)狀態(tài)寄存器STATUS勺描

16、述。對于“GOTO指令，它的指令碼中含有跳轉(zhuǎn)地址的低9位，即PC<8:0>,對于PIC12C509來說，狀態(tài)寄存器的第5位（STATUS<5>還會被置入PC<9>以選擇程序頁面，從而尋址1K的程序空間。？?圖？GOTO1令尋址方式對于“CALI：指令或其他涉及會修改PCL的指令，它們的指令碼中僅包含目的地址的低8位，即PC<7:0>,而PC<8痣是會被硬件自動清零，狀態(tài)寄存器第5位(STATUS<5>也會被置入PC<9以選擇程序頁面(對于PIC12C509而言)。見下圖：?圖？CAL廿旨令或修改PCL的指令尋址方式從上圖可

17、看出，由于執(zhí)行這些指令硬件總會清PC<8>=0所以它們的起始地址都必須限于放在每個程序頁面的上半?yún)^(qū)，即頭上的256個字節(jié)空間內(nèi)(0hFFh或200h2FFh)。四、STATUS地址：03h)狀態(tài)寄存器STATUSS存器包含了ALU的算術(shù)狀態(tài)、芯片復(fù)位狀態(tài)、程序頁面位等信息。STATUS!以被讀/寫，但是其中的復(fù)位狀態(tài)位TQPD不能由軟件設(shè)置，它們的狀態(tài)如何決定§1.12.7會有詳細(xì)描述。圖？狀態(tài)寄存器在加法運算時，C是進(jìn)位位；在減法運算時，C是借位的反。例a：?CLRF?F10?；?F10=0?MOVLW?1?；?W?=1?SUBWF?F10?F10-W=-1（FFF3,

18、C=0（運算結(jié)果為負(fù)）例b：?MOVLW?1?；?W?=1?MOVWF?F10?；?F?10=1?CLRW?；?W=0?SUBWF?F10?F10-W=1C=1（運算結(jié)果為正）PD和TO兩位可用來判斷芯片復(fù)位的原因，GPWUa也是用來判斷芯片復(fù)位類型，請參閱§1.12.7描述。五、FSR（地址：04h）選擇寄存器FS并口INDF寄存器（地址：00h）配合完成間接尋址，請參閱前面有關(guān)INDF寄存器的描述。FSR寄存器寬度為5位，F(xiàn)SR<4:0湘來間接尋址32個寄存器，F(xiàn)SR<5則用來選擇寄存器體（Bank）,見下圖：圖?直接/間接尋址方式?aPIC12C508不存在寄存器體

19、選，F(xiàn)SR<5相為“1”。?b、PIC12C509：FSR<5>=1?Bank，1?FSR<5>=0?Bank0六、OSCCAL地址：05h）內(nèi)部振蕩校正系數(shù)寄存器PIC12C5XX3部集成有RC振蕩供用戶選擇使用，OSCCAL<7:飽含了該振蕩電路的校正系數(shù)，其上電初始值為“0111”，請參閱§1.11.4有關(guān)內(nèi)部RC振蕩的描述。七、GPIO（地址：06h）I/O寄存器PIC12C5XXT一個6位的I/O口，它在寄存器中的映像就是GPIO寄存器，GPIO<5:0>寸應(yīng)于I/O口線GP5:GP0GPIO<7:6味用，恒為“0”。八

20、、TRIS-I/O方向控制寄存器TRIS是GP口線方向控制寄存器，用戶不能直接尋址，必須通過執(zhí)行“TRIS?6'指令來設(shè)置它。當(dāng)執(zhí)行“TRIS?6'指令后，W寄存器的內(nèi)容即會被置入TRIS中?！?”將相應(yīng)的I/O口線設(shè)為輸入態(tài)（高阻態(tài)），“0”則被設(shè)為輸出態(tài)。但是有二點例外，即GP3永遠(yuǎn)是輸入態(tài)而GP2有可能由OPTION存器設(shè)置為輸入態(tài)（T0CKI）,而不理會TRIS中的設(shè)置內(nèi)容。請參閱§關(guān)于I/O口的描述。例：?MOVLW?0Fh?；?W?=“00001111”?TRIS?6?；?TRIS=“001111”，GP0:GP刻輸入態(tài)?GP4：gp的輸出態(tài)各種復(fù)位都會置

21、TRIS為全“1”。九、option-參數(shù)定義寄存器option來定義一些芯片工作參數(shù)，見下圖所示:圖？OPTION?存器OPTIO也是不能由用戶直接尋址的，必須由執(zhí)行“OPTION指令來把W哥存器中的內(nèi)容置入OPTION!存器，如下例：？MOVLW？7？；？W？=“00000111”?OPON?option各種復(fù)位都會置OPTIONS全“1”。注意即使TRIS中相應(yīng)的GP2方向位是“0”，如果將TOC篁為“1”，則GP她會被強置為輸入態(tài)，即為T0CKI輸入線。有關(guān)OPTION位的定義，請參閱各自相應(yīng)的章節(jié)。十、工作寄存器W寄存器用來存放指令中的第二個操作數(shù)，或用來進(jìn)行內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送，或存放運算

22、結(jié)果，是最常用的寄存器。§ 1.6.2 通用寄存器?PIC12C50807h1Fh?Bank0?PIC12C50907h1Fh?BankO?30h-3Fh?Bankl通用寄存器在上電后的值是隨機(jī)的，所以它屬RAM生質(zhì)。§?I/O口PIC12C5XXR有一個I/O口，對應(yīng)的映像寄存器為GPIO（地址：06h）,其中GPIO<5:0相應(yīng)GP5:GP0GPIO<7:6沫用，永為“0”。注意，GP取可作為輸入，是單向I/O口線。另外，GP5GP4GP3及GP班可以由用戶定義成各種特殊功能口線，一旦它們被用作特殊用途，則永遠(yuǎn)讀為“0”。GP0GP1和GP3還帶有可編程的弱

23、上拉和“電平變化喚醒功能”（即喚醒正處于睡眠狀態(tài)下的芯片），關(guān)于這點請參閱OPTIONS存器的描述。如果GP蹴用戶定義為復(fù)位輸入端（MCLR,則它的弱上拉自動有效，但“電平變化喚醒”特性被自動關(guān)閉。GPIO口線的方向由TRIS寄存器控制，詳情參見§1.6.1中有關(guān)TRIS寄存器的描述。1.7.1?I/O口結(jié)構(gòu)一根I/O口線的結(jié)構(gòu)如下圖所示：?I/O口結(jié)構(gòu)除了GP3只能單向作為輸入口外，其余的GPIO皆可由用戶定義為輸入/輸出態(tài)。作為輸入口時沒有鎖存，外部信號必須保持到讓CPU賣入為止（例如：MOVF?GP|OW。作為輸出則有鎖存，可以保持直到被新的值取代為止。I/O端的輸入/輸出態(tài)由

24、TRIS寄存器的值控制，當(dāng)TRIS將“1”置入I/O控制器時Q1和Q2都處于截止態(tài)，所以I/O端即呈高阻態(tài)（輸入態(tài)）。當(dāng)執(zhí)行I/O讀指令（如MOVF?6叫，把當(dāng)前I/O端的狀態(tài)讀入數(shù)據(jù)總線。當(dāng)TRIS將“0”置入I/O控制器時，Q1和Q2的導(dǎo)通情況將要由數(shù)據(jù)鎖存器Q端的狀態(tài)來決定。當(dāng)寫入數(shù)據(jù)為“1”時，Q端為低電平0,則Q1導(dǎo)通，I/O輸出為高電平。反之，當(dāng)寫入數(shù)據(jù)為“0”時，Q端為“1”，則Q2導(dǎo)通，I/O端輸出為低電平。I/O讀寫時序如圖所示。§1.7.2?I/O口使用注意事項1、 I/O方向轉(zhuǎn)置的問題某時候可能需要一個I/O口一會做輸入，一會又做輸出。這就是I/O方向的轉(zhuǎn)置。在

25、編寫這種I/O轉(zhuǎn)置程序時必須注意，有些指令如位設(shè)置指令（BSRBCF寫I/O口時是先從I/O讀入其狀態(tài)，執(zhí)行位操作后再將結(jié)果寫回去覆蓋原來的內(nèi)容（輸出的結(jié)果放在I/O口的數(shù)據(jù)鎖存器）。舉個例子來說：“BSF?65”這條指令的目的是要把B口的第6位置為高電平“1”。執(zhí)行這條指令時，先把整個B口當(dāng)前的狀態(tài)內(nèi)容讀入到CPU把第6位置成“1”后再把結(jié)果（8個位）重新輸出到B口。如果B口中的有一個I/O端是需要方向轉(zhuǎn)置的（比如說bit1），而這時是處于輸入態(tài)，那么B口的狀態(tài)值重新寫入后，B口的數(shù)據(jù)鎖存器1的鎖存值就是當(dāng)前B口Bit1的狀態(tài)。這可能和先前Bit1作為輸出時所鎖存的值不同，所以當(dāng)Bit1再轉(zhuǎn)

26、置成輸出態(tài)時，出現(xiàn)在Bit1端的狀態(tài)就可能和先前的輸出態(tài)不同了。2、 I/O的“線或”和“線與”從圖看出PICI/O端輸出電路為CMOSE補推挽輸出電路。因此與其他這類電路一樣，當(dāng)某個PICI/O端設(shè)置為輸出狀態(tài)時，不能與其他電路的輸出端接成“線或”或“線與”的形式，否則可能引起輸出電流過載，燒壞PIC。如需要與其他電路接成“線或”電路時，PICI/O端必須置于“1”狀態(tài)或輸入狀態(tài)，并外接下拉電阻。電阻的阻值根據(jù)實際電路和PICI/O端最大電流來決定。3、 I/O口的連續(xù)操作一條寫I/O的指令，對I/O真正寫操作是發(fā)生在指令的后半周期（參照圖）。而讀I/O的指令卻是在指令的周期開始就讀取I/O

27、端狀態(tài)。所以當(dāng)你連續(xù)對一個I/O端寫入再讀出時，必須要讓I/O端上的寫入電平有一個穩(wěn)定的時間，否則讀入的可能是前一個狀態(tài)，而不是最新的狀態(tài)值。一般推薦在兩條連續(xù)的寫，讀I/O口指令間至少加一條NO月旨令。例：?MOVWF?6?I/O?NOp?急定i/o電平?MOVF?6W?讀I/O4、噪聲環(huán)境下的I/O操作在噪聲環(huán)境下（如靜電火花），I/O控制寄存器可能因受干擾而變化。比如I/O口可能會從輸入態(tài)自己變成輸出態(tài)，對于這種情形，WDTa是無法檢測出來的。因此如果你的應(yīng)用環(huán)境是較惡劣的，建議你每隔一定的間隔，都重新定義一下I/O控制寄存器。最保險的方法當(dāng)然是對I/O讀寫前都定義一下I/O控制寄存器（

28、但是實踐證明對于大多數(shù)的應(yīng)用都不必做到這樣，只是提請你注意噪聲干擾）。圖?I/O口連續(xù)讀/寫時序§?定時器/計數(shù)器TIMER0TIMER喔一個8位的定時器/計數(shù)器，其對應(yīng)的映像寄存器是TMR0（地址：01h）,可由用戶程序直接讀寫，并且可帶有8位的預(yù)分頻器。它用于對外加在GP2/T0CKI引腳上的外部信號進(jìn)行計數(shù)（計數(shù)器）或?qū)?nèi)部指令時鐘進(jìn)行計時（定時器），在PIC16C5X中它被稱為RTCCTIMER吸其相關(guān)電路如圖所示。從圖中可看出TIMER0X作狀態(tài)由OPTION寄存器控制，其中OPTIO曲存器的T0SC&用來選擇TIMER0的計數(shù)信號源，當(dāng)T0SC為“1”時，信號源為

29、內(nèi)部時鐘，T0SC為“0”時，信號源為來自T0CKI引腳的外部信號。OPTIONS存器的PSA位控制預(yù)分頻器（Prescaler）分配對象，當(dāng)PSAB為“1”，分配給TIMER0即外部或內(nèi)部信號經(jīng)過預(yù)分頻器分頻后再輸出給TIMER0預(yù)分頻器的分頻比率由OPTION的PSAPS2決定。這日t涉及寫TMR膏存器的指令均同時將預(yù)分頻器清零，OPTIO烯存器內(nèi)容保持不變，即分配對象、分頻比率等均不變。OPTION勺T0SE位用于選擇外部計數(shù)脈沖觸發(fā)沿。當(dāng)T0SE為“1”時為下降沿觸發(fā)，為“0”時則上升沿觸發(fā)。?同？TIMER昉塊圖TIMER的數(shù)器采用遞增方式計數(shù)，當(dāng)計數(shù)至FFH時，在下一個計數(shù)發(fā)生后，

30、將自動復(fù)零，重新開始計數(shù)，從此一直循環(huán)下去。TIMER0對其輸入脈沖信號的響應(yīng)延遲時間為2個機(jī)器周期，不論輸入脈沖是內(nèi)部時鐘、外部信號或是預(yù)分頻器的輸出。響應(yīng)時序見圖。TIMER0寸外部信號的采樣周期為2個振蕩周期，因此當(dāng)不用預(yù)分頻器時，外加在T0CKI引腳上的脈沖寬度不得小于2個振蕩周期即1/2指令周期。同時，當(dāng)使用預(yù)分頻器時，預(yù)分頻器的輸出脈沖周期不得小于指令周期，因此預(yù)分頻器最大輸入頻率可達(dá)N,fosc/4,N為預(yù)分頻器的分頻比，但不得大于50MHz1.15a.?TIMER0時序圖：內(nèi)部時鐘/無預(yù)分頻器圖.?TIMER0時序圖：內(nèi)部時鐘/預(yù)分頻比1:2應(yīng)注意的是盡管PIC對外部加于T0C

31、KI信號端上的信號寬度沒有很嚴(yán)格的要求，但是如果高電平或低電平的維持時間太短，也有可能使TIMER臉測不到這個信號。一般要求信號寬度要大于10ns。§?預(yù)分頻器預(yù)分頻器是一個分頻倍數(shù)可編程的8位計數(shù)器。其結(jié)構(gòu)如圖所示上節(jié)對預(yù)分頻參數(shù)已有描述，這里不再贅述。預(yù)分預(yù)器的分配對象完全由程序控制，可以在程序中改變Prescaler分配對象。1、從TIMER®UWDT勺改變?MOVLW?B'XX0X0XXX'選擇內(nèi)部時鐘和新的預(yù)分頻值?OPON?果新的預(yù)分頻值='000'或者?CLRF?1?；?='001'，則暫時先選一個另外的值?MO

32、VLW?B'XXXX1XXX'?零TMR序口預(yù)分頻器?OPTION?選擇WD偽對象，但不要改變預(yù)分頻值?CLRWDT?WD麗預(yù)分頻器?MOVLW?B'XXXX1XXX'?擇新的預(yù)分頻器?OPTION2、從WD創(chuàng)TIMER期改變?CLRWDT?tWD吸Prescaler?MOVLW?B'XXXX0XXX'?擇TIMER0?OPTION圖?預(yù)分頻器方塊圖注意，預(yù)分頻器只能分配給TIMER械WDTi中之一使用，而不能同時分配給二者。?看門狗WDT看門狗計時器（WatchDogTimer）是一個片內(nèi)自振式的RC振蕩計時器，無需任何的外接元件。這意味著即使

33、芯片振蕩停止了（例如執(zhí)行指令SLEEP后），WDT（樣保持計時。WDT+時溢出將產(chǎn)生RESET在PIC12C5XXE片內(nèi)有一個特殊的謂之“系統(tǒng)定義字”（ConfigurationEPROM）的單元，其中的一個位是用于定義WDT勺，可以將其置“0”來抑制WDT®之永遠(yuǎn)不起作用。這將在第六章的燒寫器介紹部分詳細(xì)說明。1、WD調(diào)期WDTT一個基本白溢出周期18ms（無預(yù)設(shè)倍數(shù)），如果需要更長的WDTW期，可以把預(yù)分頻器分配給WDT最大分頻比可達(dá)1:128,這時的WD尷出周期約為。WD瞌出周期和環(huán)境溫度、VDD?參數(shù)有關(guān)系，請參閱附錄的圖表。“CLRWUT和“SLEEP指令將清除WDTT時器

34、以及預(yù)分頻器（當(dāng)預(yù)分頻器分配給WDW）。WD廣般用來防止系統(tǒng)失控或者說防止單片機(jī)程序“失控”。在正常情況下，WD應(yīng)在計時溢出前被CLRWDT令清零，以防止產(chǎn)生RESET如果程序由于某種干擾而失控，那么不能在WD尷出前執(zhí)行一條CLRWDT令，就會使WD隘出而產(chǎn)生RESET使系統(tǒng)重新啟動運行而不至失去控制。若WDTS出產(chǎn)生RESET則狀態(tài)寄存器F3的“TO'位會被清零，用戶可藉此判斷復(fù)位是否由WD尷時所造成。2、WD瑞程注意事項如果使用WDT一定要仔細(xì)在程序中的某些地方放一條“CLRWUT指令，以保證在WDTft溢出前能被清零，否則會造成芯片不停地產(chǎn)生RESET使系統(tǒng)無法正常工作。在噪聲工

35、作環(huán)境下，OPTION?存器可能會因受干擾而改變，所以最好每隔一段時間就將其重新設(shè)置一下。§?振蕩PIC12C5XX1以運行在以下四種振蕩方式下：?a、LP?低功耗低速晶體振蕩?b>XT?標(biāo)準(zhǔn)晶體/陶瓷振蕩?c、INTRC?內(nèi)部4MHzRC!蕩?d、EXTRC?部RC振蕩以上四種振蕩方式可由“系統(tǒng)定義字”中的Fosc1：Fosc2兩位來選擇，請讀者參閱后面§1.12.9的詳述。 1.11.1 1.11.1?晶體/陶瓷振蕩這種振蕩包括XT和LP,其電路連接是在GP5/OSC1/CLKI恃口GP4/OSC的端加一晶體/陶瓷振蕩，如下圖所示：圖？晶體/陶瓷振蕩電路F表是使用

36、各種頻率的晶體和陶瓷振蕩所需的C1、C2電容值振藩類型頻率C1C2振藩類型頻率C1C2XT455KHz68-100P68-100PLP32KHz15P15P2MHz15-33P15-33PXT100KHz15-30P200-300P200KHz15-30P100-200P4MHz10-22P10-22P1MHz15-30P15-30P2MHz15P15P4MHz15P15P?a.陶瓷振蕩？b晶體振表？各種振蕩下的C1和C2值 1.11.2 ?夕卜部RC振蕩這種振蕩類型成本最低，但頻率的精確性較差，適用于時間精確度要求不高的應(yīng)用場合。RCI蕩的頻率是VDDRC直以及環(huán)境溫度的函數(shù)。請參閱附錄的R

37、C頻率函數(shù)圖。RC振蕩的連接如圖所示。?圖？RC振蕩電路RC振蕩是在OSC懦連接一個串聯(lián)的電阻電容。這個電阻如果低于，振蕩不穩(wěn)定，甚至不能振蕩，但是電阻高于1M時，則振蕩又易受干擾。所以電阻值最好取5K100K之間。盡管電容C為0時，電路也能振蕩，但也易受干擾且不穩(wěn)定，所以電容值應(yīng)取20P以上。RC值和頻率關(guān)系如表所示。RCB蕩時OSC湍輸出一OSC1的4分頻脈沖(f=1/4OSC1)。RestCextVDDFosc/25C5kQ0PF5kQ20PF5kQ20PF10kQ130PF480MHz10kQ290PF245MHz100kQ300PF30MHz表？ROW頻率的關(guān)系 1.11.3 ?外部

38、振蕩PIC12C5X池可以接受外部振蕩源（僅適合于XT和LP類型振蕩），連接時將外部振蕩接入GP5/OSC1/CLKI湍，見下圖：?圖？外部振蕩源輸入電路 1.11.4 1.11.4?內(nèi)部RC振蕩PIC12C5XX3部提供有4MHz勺RC振蕩源供用戶選擇使用，選擇振蕩方式和振蕩源的方法見§1.12.9詳介。在PIC12C5XX勺程序區(qū)最頂端（12C5081FFh,12C5093FFh）放了一條MOVLWXX旨令，XX是內(nèi)部RC振蕩的校正系數(shù)。芯片上電后，PC指針指向程序區(qū)最頂端，執(zhí)行完這條指令后PC值加1變?yōu)?00h。這時W寄存器中存放即是內(nèi)部RCg蕩的校正系數(shù)，用戶可以把這個系數(shù)置

39、入OSCCA寄存器（05h）以便使其起校正作用，也可以忽略不管它。?例：?0?；定義存儲區(qū)地址?0?MOVWF?OSCCAL?W中的校正系數(shù)置入OSCCAL§?復(fù)位（RESE）TPIC12C5XXT各種各樣原因造成的芯片復(fù)位：?1、芯片上電?2.、MCL端加低電平?4、睡眠中某些I/O口線電平發(fā)生變化當(dāng)芯片處于復(fù)位狀態(tài)時，所有I/O口線都處于輸入狀態(tài)（高阻態(tài)），看門狗WDTf口預(yù)分頻器都被清零。圖?片內(nèi)復(fù)位電路（暫缺）§ 1.12.1 復(fù)位定時器（DRT）復(fù)位定時器DRT（在PIC16C5X中我們稱其為OST是為了使芯片的復(fù)位可靠安全而設(shè)計。在PIC12C5XW,Xt于XT

40、和LP振蕩方式，上電后它們還需要一定的時間來建立穩(wěn)定的振蕩。有鑒于此，PIC12C5XX3部設(shè)計了一個復(fù)位定時器DRTDR他MCL碉到達(dá)高電平（VIHMC后，即啟動計時18mg這樣可以使芯片保持在復(fù)位狀態(tài)約18ms以便讓振蕩電路起振及穩(wěn)定下來，然后芯片即脫離復(fù)位狀態(tài)進(jìn)入正常運行狀態(tài)。DR硒振蕩源是芯片內(nèi)專有的RC振蕩電路，所以外圍電路并不能改變其18ms的計時時間。當(dāng)WDTT時溢出后，DR他是啟動18ms使芯片保持在復(fù)位狀態(tài)，然后再重新開始運行程序。注意，在振蕩方式是外部RC或內(nèi)部RC寸，DRT關(guān)閉不起作用。§ 1.12.2 芯片上電復(fù)位（POR）PIC12C5XXS芯片內(nèi)集成有上電

41、復(fù)位電路，見圖所示。當(dāng)芯片電源電壓VDD1升到一定值時（），檢測電路即會發(fā)出復(fù)位脈沖使芯片復(fù)位。§ 1.12.3 MCLR復(fù)位PIC12C5XX勺GP3/MCL端可以由用戶定義為普通輸入口GP3或復(fù)位端MCLR如下圖：圖？GP3/MCL端電路（暫缺）具體方法參見§1.12.9有關(guān)描述。一旦用戶選擇MCL電能，則該端輸入低電平會使芯片進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。§ 1.12.4 外部復(fù)位電路在某種情況下，DRTU時18msW,芯片的振蕩電路還不能穩(wěn)定或供電電壓（VDD還不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值，這時如果芯片脫離復(fù)位狀態(tài)進(jìn)入運行，則芯片就有可能失控或運行不正常。為了使芯片脫離復(fù)位狀態(tài)時各部分

42、都處于正常，可以在MCL湍上加外部RC復(fù)位電路來延長復(fù)位時間，如下圖：?外部復(fù)位電路?這個電路可以使VDDt升到標(biāo)準(zhǔn)值一段時間后，MCLRf會上升到高電平，從而啟動DR卅日t18ms后才進(jìn)入運行。這樣可以延長整個復(fù)位過程，保障芯片復(fù)位后進(jìn)入正常運行。§ 1.12.5 掉電復(fù)位鎖定當(dāng)單片機(jī)的供電電壓掉到最小標(biāo)準(zhǔn)值以下后，可能會使芯片的運行出現(xiàn)異常，從而擾亂整個控制系統(tǒng)，所以在某些應(yīng)用中，我們希望一旦VDD卓到某個值時使芯片自動進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)（所有I/O口都變成高阻態(tài)）以免擾亂系統(tǒng)，下面是一個PIC12C5X湘電復(fù)位鎖定的電路：圖?掉電復(fù)位鎖定?當(dāng)VDDt壓恢復(fù)上升到標(biāo)準(zhǔn)值以上后，MCL碉

43、恢復(fù)為高，從而使芯片恢復(fù)正常運行。§ 1.12.6 復(fù)位對寄存器的影響對于通用寄存器來說，上電復(fù)位后它們的值是隨機(jī)不定的，其他類型的復(fù)位后則保持原值不變。對于特殊寄存器，各種復(fù)位后它們都會等于一個固定的復(fù)位值，見以下二表：寄存器地址上電復(fù)位值MCLRt位WDTS位引腳變化喚起復(fù)位W一qqqq？xxxx（注1）qqqq?uuuu（注1）INDF00hxxxx？xxxxuuuu?uuuuTMR001hxxxx？xxxxuuuu?uuuuPC02h1111？11111111?1111STATUS03h0001？1xxx?00?uuu（注2）FSR（12C50804h111x？xxxx111

44、u?uuuuFSR（12C50004h110x？xxxx11uu?uuuuOSCCAL05h0111？Uuuu?GPIO06h-xx？xxxx-uu?OPTION一1111?11111111?1111TRIS一-11?1111-11?1111u:未變；？?x:隨機(jī)值；？?-:未用；？：其值取決于復(fù)位方式注1:由于在復(fù)位向量處存放著MOVLW?解令，其中XX為內(nèi)部RCI蕩校正系數(shù)，所以復(fù)位后W<7:4>會等于這個值注2:參見表。a.?各特殊寄存器復(fù)位后的值?復(fù)？位？類？型？?？狀態(tài)寄存器STATUS程序計數(shù)器PC芯片上電復(fù)位?0000?1xxx1111?1111運行時MCL瑞加低電平

45、復(fù)位?000u?uuuu1111?1111睡眠時MCL瑞加低電平復(fù)位?0001?0uuuu1111?1111?睡眠時看門狗WDT®時復(fù)位運行時看門狗WDT®時復(fù)位？?0000?0uuu?0000?1uuu?1111?1111?1111?1111睡眠時I/O腳電平變化喚醒復(fù)位-?1001?0uuuu?1111?1111?u:未變；？x:隨機(jī).b.?復(fù)位對STATUS口PC的影響表?各種復(fù)位對特殊寄存器的影響§ 1.12.7 復(fù)位的鑒別PIC12C5XXT多種原因都可引起芯片復(fù)位。在程序中判斷芯片復(fù)位的原因有時是非常必要的，例如上電復(fù)位后程序一般都要做一些寄存器初始化

46、工作，而別的復(fù)位后則可以不做初始化而直接進(jìn)入控制運行。在狀態(tài)寄存器STATUS三個位（GRWUFTQPD可用來標(biāo)識各種復(fù)位狀態(tài)，見下表：？GPWUFTOPD復(fù)位原因000睡眠中WDTg時溢出001運行時WDTg時溢出010睡眠中MCL的低011芯片上電0uu運行時MCL的低110睡眠中GP0GP1或GP3電平變化u:未變a.？復(fù)位后TQPD及GPWU的狀態(tài)事？?件GRWUFIPD）注？芯片上電011WDTg時溢出？00u不影響PD位執(zhí)行Sleep指令（進(jìn)入睡眠）u10執(zhí)行CLRWDT令（清看門狗）？u11捶眠中GPQGP1或GP3電平發(fā)生變化110？u:未變b.？影響TQPD及GPWUF狀態(tài)的

47、事件表？復(fù)位對STATUS勺影響?例：要判斷是否芯片上電。？BTFSS？STAT，USTO？；TO=1？GOTO？NO_POWERUP？BTFSS？STAT，UPSD？；PD=1？GOTO？NO_POWERUP?INIT?TO=1PD=1芯片上電，做初始化。§ 1.12.8 睡眠模式（Sleep）1、進(jìn)入SLEEP執(zhí)行一條"SLEEP指令即可進(jìn)入低功耗睡眠模式。當(dāng)進(jìn)入SLEEPS,WDT被清零，然后重新開始計數(shù)。狀態(tài)寄存器STATU阱的PD位被置成“0”，TO位置成“1”，同時振蕩停止（指OSC端的振蕩電路）。所有的I/O口保持原來的狀態(tài)。這種工作模式功耗最低。為使耗電流最

48、小，進(jìn)入SLEEPS,應(yīng)使所有的I/O口處于高電平VDD低電平VSS而不應(yīng)使其處于高阻態(tài)，以免產(chǎn)生開關(guān)電流損耗?？梢栽贗/O口加上拉或下拉電阻，或者把I/O口都置成輸出態(tài)來避免其處于高阻態(tài)（浮態(tài)）。RTC湍亦應(yīng)置為VDDgVSS（通過上拉或下拉）MCLR、須處于高電平狀態(tài)2、喚醒SLEEPSLEEPS被WD隘出喚醒，或在MCL端力口低電平喚醒SLEEPSGP0GP1GP3電平發(fā)生變化。第二種喚醒方法經(jīng)常用在以下應(yīng)用場合：在系統(tǒng)主電源掉電，并由后備電源(電池)供電后，執(zhí)行“SLEEP指令進(jìn)入低功耗模式，這樣電池就可長時間保持系統(tǒng)數(shù)據(jù)。當(dāng)主電源恢復(fù)供電時，讓其在MCL*生一低電平喚醒SLEEP并重

49、新復(fù)位。這樣需在MCL嗡力口一外部復(fù)位電路。第三種方法則在需要使用系統(tǒng)時喚醒睡眠中的單片機(jī)，它常通過按鍵輸入來實現(xiàn)。系統(tǒng)上電時，STATUSPDM置為“1”，而執(zhí)行“SLEEP指令后，PD4被置成“0”。所以通過PD位可以判斷系統(tǒng)是從SLEEP莫式喚醒而復(fù)位，還是上電后的復(fù)位。STATU部的TO位則可判斷當(dāng)處于SLEEP犬態(tài)的系統(tǒng)是由WD瞌時喚醒或是由外界給MCL瑞一個低電平喚醒。這些區(qū)別有時是很重要的，特別是對系統(tǒng)的一些初始化工作來說。§ 1.12.9 系統(tǒng)定義字(Configuration)在PIC12C5XX有一個12位長的系統(tǒng)定義字單元，其中只用了前5位(bit0bit4),用來定義單片機(jī)的一些系統(tǒng)性