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pic單片機介紹[轉帖] |
| 作者：lag3631 欄目：單片機 |
時鐘和指令周期 從OSCI來的時鐘輸入在內(nèi)部經(jīng)4分頻。產(chǎn)生互不疊加的時佛周期，每4個時鐘周期（θ1，θ2，θ3，θ4）組成一個指令周期。在內(nèi)部、程序計數(shù)內(nèi)對每一個θ1加1，然后從程序存儲器取指令，取出的指令在θ4時放入指令寄存內(nèi)。在下一個θ1利θ4期間指令被執(zhí)行。取指令和執(zhí)行指令采用流水線技術，一個指令周期取指令，下一個指令周期執(zhí)行已取出的指令，同時又取出下一條指令。所以每條指令執(zhí)行，CPU的時間是一個指令周期。當某條指令要改變程序計數(shù)器的 內(nèi)容時（如分支指令），則需要兩個指令周期才能完成。被取出的指 令在執(zhí)行指令周期的θ1時放入指令寄存器，在θ2，θ3，θ4時譯碼 并執(zhí)行指令。在θ2期間讀操作在θ4期間寫操作數(shù)。 存貯器的結構 在PIC16C84中有兩個存儲器塊。即程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。每一塊具有它自己的總線，即可在同一時鐘周期訪問每一塊。數(shù)據(jù)存儲器被進一步分成通用RAM和專用功能寄存器（SFRs）。專 用功能寄存器用于控制外設模式。數(shù)據(jù)存儲器也包含有數(shù)據(jù)EEPROM存 儲器。這個存儲器并不直接映象到數(shù)據(jù)存儲器，而是間接映象的。即由一個間接尋址的指針指明要讀／寫的數(shù)據(jù)EEPROM的地址。64個字節(jié) 的數(shù)據(jù)EEPROM具有的地址是0～3FH。 3－1程序存儲器的結構 PIC16C84具有13位程序計數(shù)器，尋址能力為8K×14位的程序存儲器空間。實際上對于PIC16C84能供使用的只有1K×14位的程序存儲器（地址為0000～ 03FFH）。尋址上述單元，如超過了上述地址范圍， 地址將卷繞。例對20H單元與地址420H，820H，C20H，1020H，1420H， 1820H，1C20H都將訪問到它。系統(tǒng)復位時PC的值為0000H，中斷向量是 0004H。 PC＜12：0＞ CALL，RETURN 13 RETFIE，RETLW 1級堆棧 ． 8級堆棧 復位地址 0000H 外部中斷向量 0004H 用戶存貯空間 3FFH 1FFFH 圖4－2程序存儲的映象和堆棧 3－2數(shù)據(jù)存儲器的結構 數(shù)據(jù)存儲器被分成兩個區(qū)域。第一個是專用功能寄存器（SFR）區(qū)域，第二是通用寄存器區(qū)域（GPR）。SFR控制著器件的操作。數(shù)據(jù)存儲器被分成0塊和1塊。通過程序時狀態(tài)寄存器STATUS中的RP1： RP0位 的設置來選擇0塊（RP1＝0，RP0＝0）或1塊（RP0＝1）。 其中帶有斜線的部分是實際不存在的單元，帶有＊號的單元沒有物理寄存。指令MOVWF和MOVF可以把W寄存器的值（W寄存器是器件內(nèi)部的工作 寄存器）傳送到寄存器文件（“F”）中的任何單元，反之也可以。整個數(shù)據(jù)存儲器可以直接尋址或通過文件選擇寄存器（FSR）進行間接尋址。間接尋址要根據(jù)狀態(tài)寄存器的RP1：RP0位的狀態(tài)決定訪問數(shù)據(jù)存 儲器的某一塊，數(shù)據(jù)存儲器的兩塊中都被分成通用寄存器和專用寄存 器。其中每塊低地址單元留作專用寄存器，專用寄存器以上地址的單 元為通用寄存器，它們是靜態(tài)RAM。 1．通用寄存器文件 寄存器文件可以直接尋址或通過FSR間接尋址。所有器件都有一定 數(shù)量的通用寄存器（GPR），它們的數(shù)據(jù)寬度是8位。PIC16C84只有36個字節(jié)的通用寄存器，地址為0CH～ 2FH，對1塊對應的8CH～ AFH的訪問都將實際訪問0CH～ 2FH（地址的高位被忽略）。 文件地址 00 間接尋址地址（＊） 間接尋址地址（＊） 80 01 TMRO OPTION 81 02 PCL PCL 8 2 03 STATUS STATUS 83 04 FSR FSR 8 4 05 PORTA TRISA 85 06 PORTB TRISB 86 07 87 08 EEDATA EECON1 88 09 EEADR EECON2（＊） 89 0A PCLATH PCLATH 8A 0B INTCON INTCON 8B 36個通用寄 映象到 存器（SRAM） 0塊 2F AF 7F FF 0塊 1塊 2．專用功能寄存器 CPU和外設使用專用寄存器以控制器件的操作。專用寄存是靜態(tài)RAM。下面介紹幾個重要的專用寄存器 ①狀態(tài)寄存器 狀態(tài)寄存器包含有ALU（復術邏輯運算單元）的算術狀態(tài)，復位狀態(tài)和對數(shù)據(jù)存儲器的塊選擇，與任何寄存器一樣，狀態(tài)寄存器可以作為任何指令的目的寄存器。如果狀態(tài)寄存器作為某指令的目的寄存器 ，而那條指令要影響Z、DC，C位的狀態(tài)，則禁止寫這三位。圖4－4是 狀態(tài)寄存器及其狀態(tài)。 R／W R／W R／W R R R／W R／W R／W IRP RP1 RP0 TO PD Z DC C bit7 bit0 其中C是進位位，對ADDWF和ADDLW指令，當這一位為1，表示指令 運算的結果的最高有效位產(chǎn)生了進位輸出。減法指令執(zhí)行的是加第二 操作數(shù)的新碼。對于循環(huán)指令（RRF，RLF），這一位即可以來自于源寄存器的高位，也可以來自于低位。如果這一位為0，表明結果的最高有效位沒有產(chǎn)生進位輸出。對于減法，這一位的極性取反。DC是數(shù)字進位或數(shù)字借位位。當這一位為1時，結果的D3位向D4位有進位，否則無進位。對于減法，這位的極性取反。Z是結果為0標志。當這一位為1時，表明算術運算和邏輯運算的結果為0，否則這一位為0，表明運算結果不為0。PD：低功耗位。當這一位為1表明電源加上按正常供電或執(zhí)行了C LRWDT指令以后，這一位為0表示執(zhí)行了SLEEP指令（即器件進入了低功 耗狀態(tài)）。TO超時位。當這一位為1時，表明電源加上，進入了正常供電，且執(zhí)行了CLRWDT和SLEEP指令，這一位為0表明產(chǎn)生了看門狗計時器超時。 RP1：RP0，作為直接尋址的數(shù)據(jù)存儲器的塊選擇位。 RP1：RP＝00狀態(tài)，選擇0塊（地址00H～7FH）。 RP1：RP0＝01狀態(tài)，選擇1塊（地址80H～FFH）。 RP1：RP0＝10選擇2塊（地址100H～17FH）。 RP1：RP0＝11選擇3塊（地址180H～1FFH）。 每塊128個字節(jié)，PIC16C84只使用RP0位，RP1編程時設置為0。不允許使用RP1為通用讀／寫位，這可能影響與將來產(chǎn)品的兼容性。IRP寄存器塊選擇位（作為間接尋址），當這一位設置為0，選擇 0．1塊（地址00H～FFH），當這一位為1時，選擇2．3塊（地址100H～1FFH）。PIC16C84不使用IRP位，IRP位在編程時為0。狀態(tài)寄存器中的Z、DC，C位是根據(jù)器件的邏輯來置1或清0。而TO，PD位是不可寫入的。狀態(tài)寄存器作為目的寄存器的指令的結果將有不同的內(nèi)容。例如CLRF STATUS（清0狀態(tài)寄存器）。結果狀態(tài)寄存器的內(nèi)容為000uuluu。其中u表示不改變。只有BCF，BSF，SWAPF和MOVW F這些指令可以用來改變STATUS寄存器的內(nèi)容，因為這幾條指令不影響任何狀態(tài)位。 ②OPTION寄存器 OPTION寄存器是可讀，可寫的寄存器，它包含了各種控制位以配 置TMRO／WDT的預分頻器，外部INT中斷，TMRO和在PORTB的微弱上拉。圖4－5是OPTION寄存器各位的功能。 R／W R／W R／W R／W R／W R／W R／ W R／W RBPU INTEDG TOCS TOSE PSA PS2 PS1 PS0 bit7 bit0 其中PS2，PS1，PS0為預分頻器的值的選擇。（與PIC16C6X的規(guī)定 相同）。PSA位是將預分頻器分配給WDT（看門狗計時器，或TMR0）。 TOSE是為TMRO選擇跳變信號 INTEDG是為INT中斷引腳選擇跳變信號。 RBPU用來打開或關閉PORTB內(nèi)部的上拉電阻。 OPTION的所有位的定義同PIC16C6X系列。 ③INTCON寄存器 INTCON是可讀可寫的寄存器，它包含了各中斷源允許或禁止中斷 。圖4－6是PIC16C84的INTCON寄存器 R／W R／W R／W R／W R／W R／W R／W R／W GIE EEIE TOIE INTE RBIF TOIF INTIF RB IF bit7 bit0 其中RBIF是RB端口改變中斷標志位。此位為1，表明RB＜7：4＞輸入中至少有一位發(fā)生了改變，它必須用軟件清0這一位。否則為0，即 RB＜7：4＞輸入中沒有改變。 ? ? ? ? ? INTIF是外部中斷標志位。當這一位為1時，表明有外部中斷發(fā)生 ，它必須用軟件將其清0，否則為0，表明沒有外部中斷發(fā)生。 TOIF是TMRO溢出中斷標志。這一位為1，表明TMRO發(fā)生了溢出，必須由軟件將這一位清0，否則為0，表明TMRO沒有溢出發(fā)生 RBIE是RB端口改變中斷的允許或禁止位，設置此位為1，允許中斷，為0禁止。 INTE是INT中斷的允許或禁止位。設置為1允許中斷方式，為0禁止 。 TOIE為TMRO溢出中斷的允許或禁止位。設置為1允許TMRO溢出中斷，否則禁止。 EEIE是EE（電可擦除）的寫完成中斷的允許與禁止位。當設置為1時，允許EE寫完成中斷，否則禁止。 GIE是所有中斷的允許與禁止。設置為1時，允許所有不可屏蔽中斷，為0禁止。 四、PCL和PCLATH 程序計數(shù)器（PC）是13位。低字節(jié)PCL是可讀，可寫的寄存器。PC的高字節(jié)（PCH）不是直接可讀，可寫的。PCLATH（PC latch high） 是作為PC＜12：8＞的保持寄存器，這幾位的內(nèi)容被傳送到程序計數(shù)器 的高位。當程序計數(shù)器在執(zhí)行CALL，GOTO或寫PCL等指令時，即向PC裝入新的值。PC的高位由PCLATH裝入。 具有8個13位寬度的硬件堆棧。堆�？臻g它既不是程序存儲器的一部分，也不是數(shù)據(jù)存儲器的一個部分，堆棧的指針是不可讀／寫的。當執(zhí)行CALL指令或中斷被響應時，整個13位的PC被壓入堆棧。在執(zhí)行RETURN，RETLW，RETFIE等指令時，堆棧被彈出。PUSH（壓入）和POP（彈出）不影響PCLATH。 堆棧是作為循環(huán)緩沖器。當堆棧被壓入38次后，第9次壓入將占據(jù)第一次壓入的位置，第十次壓入將占據(jù)第二次壓入的位置，等等。同樣當堆棧彈出第9次時，與第一次彈出是一樣的。注意，沒有狀態(tài)位來 指明堆棧上溢式下溢的條件。沒有PUSH，POP指令助記符，但CALL，R ETURN，RETLW，RETFIE等指令的執(zhí)行或中斷發(fā)生，將實際發(fā)生壓棧退棧。 4－2程序存儲器的頁 PIC16C84具有1K的程序存儲器，CALL，GOTO指令只有11位的地址范圍，這11位的地址范圍允許分支在2K程序存儲器頁大小的范圍。 為將來PIC16C8X程序存儲器的擴展，必須由另外兩位來說明程序 存儲器的頁。這些頁位來自于PCLATH＜4：3＞。當執(zhí)行CALL、GOTO指令時，用戶必須確保這些頁位的編程等指向要求的程序存儲器的頁。 如果執(zhí)行CALL指令，整個13位被壓入堆棧。所以對于返回指令不要求 對PCLATH＜4：3＞位的管理。因為PC的值將會由退棧而獲得。注意：PIC16C84忽略了PCLAT |
| 2樓： | >>參與討論 |
| 作者： AIRWILL 于 2006/1/20 0:23:00 發(fā)布：
呵呵,夠詳細嘛 |
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| 3樓： | >>參與討論 |
| 作者： Bingoes 于 2006/1/20 0:26:00 發(fā)布：
不錯,最近剛好有個手持設備的項目要做 要求要有A/D功能,2節(jié)7號電池供電,不過只有13個IO口 可能少了點,另外程序空間只有1K也可能會少了點,最后 有個關鍵性的問題,價格是多少? |
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| 4樓： | >>參與討論 |
| 作者： lag3631 于 2006/2/4 12:43:00 發(fā)布：
我只是介紹，不是推銷 我只是介紹pic單片機，不是推銷的 只是自己感興趣就和大家分享一下 |
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