PIC單片機16F84的內部硬件資源（三）-基礎電子

精品文檔-下載后可編輯PIC單片機16F84的內部硬件資源（三）-基礎電子I/O口單片機作為一個控制器件必定有數(shù)據(jù)輸入和輸出。輸入量可能是溫度、壓力、轉速等，而輸出量可能是開關量和數(shù)據(jù)，以保證受控過程在規(guī)定的范圍內運行。數(shù)據(jù)的輸入和輸出都需通過單片機內部有關電路，再與引腳構成輸入/輸出(I/O)端口。PIC16F84單片機芯片有兩個I/O端口(PROTA和PORTB)。端口A為5位口，端口B為8位口，共占用13位引腳。每個端口由一個鎖存器(即數(shù)據(jù)存儲器中的特殊功能寄存器05H、06H單元)、一個輸出驅動器和輸入緩沖器等組成。當把I/O口作輸出時，數(shù)據(jù)可以鎖存；作輸入口時，數(shù)據(jù)可以緩沖。16F84PORTA口中的RA4是斯密特觸發(fā)輸入、漏極開路輸出。而其它的RA口引腳都是TTL電平輸入和全CMOS驅動輸出。端口PORTB是一個八位雙向可編程I/O口。各端口雖然也由鎖存器、驅動器、緩沖器等構成，但因功能略有不同而導致電路亦存在差別?，F(xiàn)以PORTA口的RA0～RA3的電路(見左圖)為例，說明其基本工作原理。圖中RA口的I/O引腳是由數(shù)據(jù)方向位(寄存器TRISA)來定義數(shù)據(jù)流向。當TRISA寄存器的位置為“1”時，其輸出驅動器(由P溝道和N溝道MOS管串接而成)呈高阻態(tài)，即兩個MOS管均截止，I/O口被定義為輸入。此時，數(shù)據(jù)由I/O端輸入，經(jīng)TTL輸入緩沖器到D觸發(fā)器。當執(zhí)行讀指令時，此D觸發(fā)器使能，數(shù)據(jù)經(jīng)三態(tài)門進入數(shù)據(jù)總線。當TRISA的位置為“0”時，I/O口被定義為輸出，此時輸出鎖存器的輸出電平就是I/O口的輸出電平。讀PORTA寄存器的結果就是讀取I/O引腳上的電平，而寫PORTA寄存器的結果是寫入I/O鎖存器。所有的寫I/O口的操作都是一個“讀入/修改/寫入”的過程，即先讀I/O引腳電平，然后由程序修改(按要求給定一個值)，再置入I/O鎖存器。PIC16F84單片機的輸出可提供20mA的電流，所以它可直接驅動LED。PORTA和PORTB各個位均可分別定義為輸入和輸出。下面以PORTA口初始化程序的實例，說明選擇I/O口的方法。CLRFPORTA；端口A被清零BSFSTATUS；狀態(tài)寄存器STATUS的RPO位置為1，選BANK1。MOVLW0xCF；將定向值；11001111置入W工作寄存器MOVWFTRISA；置RA(3～0)位為輸入；RA54位為輸出；TRISA76位未用在使用I/O口時應注意：(1)當需要一個I/O口一會做輸入、一會又做輸出時，輸出值會不確定。(2)I/O引腳輸出驅動電路為CMOS互補推挽輸出。當其為輸出狀態(tài)時，不能與其它輸出腳接成“線或”或“線與”，否則，會因電流過載燒壞單片機。(3)當對I/O口進行寫操作后不宜直接進行讀操作，一般要求在兩條連續(xù)的寫、讀指令間至少加入一條NOP指令。例：MOVWF6；寫I/ONOP；穩(wěn)定I/O電平MOVF6，W；讀I/O5堆棧單片機執(zhí)行程序時，常常要執(zhí)行調用子程序。這樣就產(chǎn)生了一個問題：如何記憶是從何處調用的子程序，以便執(zhí)行子程序之后正確返回。此外，在程序執(zhí)行過程中，還可能會發(fā)生中斷，轉而執(zhí)行中斷子程序，這時，又如何記憶從何處中斷，以便返回呢?滿足上述功能的方法就是“堆?！奔夹g?！岸褩！笔且粋€用來保存臨時數(shù)據(jù)的棧區(qū)。當主程序調用子程序時，單片機執(zhí)行到CALL指令或發(fā)生中斷時，就自動將下一條指令的地址“壓棧”保存到棧區(qū)。當子程序結束，單片機執(zhí)行返回指令時，就自動地把棧區(qū)的內容“彈出”，作為下步指令執(zhí)行的新地址。PIC16F84單片機芯片內有一個8級13位寬(與PC同寬)的硬件堆棧，此堆棧既不占用程序存儲空間，也不占用數(shù)據(jù)存儲空間。當執(zhí)行一條CALL指令或一個中斷被響應后，程序計數(shù)器PC中的斷點地址就自動被壓棧(PUSH)保護