PIC16F877的串口顯示

1、 前 言 PIC16F87X系列是由Microchip公司研制和開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品，可以實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)調(diào)試和在線(xiàn)編程。并開(kāi)發(fā)了一套在線(xiàn)調(diào)試工具M(jìn)PLAB-ICD和相應(yīng)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。 本設(shè)計(jì)是用PIC16F877單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)串口顯示電路,主要對(duì)串口顯示的硬件和一些簡(jiǎn)單的程序進(jìn)行了介紹。有PIC16F877的功能和管腳、串口顯示的硬件電路圖、程序以及程序流程圖等。 PIC16F877是由Microchip公司所生產(chǎn)開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品，屬于PIC micro系列單片微機(jī)，具有Flash program程序內(nèi)存功能，可以重復(fù)燒錄程序，適合教學(xué)、開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品等用途；而其內(nèi)建ICD(In Circuit Debug)功能，可

2、以讓使用者直接在單片機(jī)電路或產(chǎn)品上，進(jìn)行如暫停微處理器執(zhí)行、觀看緩存器內(nèi)容等，能快速地進(jìn)行程序除錯(cuò)與開(kāi)發(fā)。 目 錄第一部分、設(shè)計(jì)要求 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3一、 設(shè)計(jì)題目 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3二、 設(shè)計(jì)要求 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3三、 設(shè)計(jì)步驟 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3第二部分、元器件的介紹 - - - - - - - - - - - -

3、 - - 3 一、PIC16F877的結(jié)構(gòu)介紹- - - - - - - - - - - - - 3 1PIC16F877的基本功能模塊 - - - - - - - - - - - - - - 3 2PIC16F877的專(zhuān)用功能模塊 - - - - - - - - - - - - - - 4 二、PIC16F877的引腳 - - - - - - - - - - - - - - 4 1系統(tǒng)配置引腳 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 2I/O功能引腳 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 三特殊內(nèi)嵌功能

4、 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 四74LS164的介紹 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9第三部分、電路部分 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9一、 PIC16F877基本電路 - - - - - - - - - - - - - - - 10 1、 PIC振蕩頻率電路 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 10 2外加電源與重置電路 - - - - - - - - - - - - - - - - - 12第四部分、程序設(shè)

5、計(jì)部分 - - - - - - - - - - - - - - 12 一、程序流程圖 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 12 二、程序設(shè)計(jì) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 12第五部分、心得體會(huì) - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15第一部分、設(shè)計(jì)要求一、 設(shè)計(jì)題目：PIC16F877的串口顯示二、 設(shè)計(jì)要求：1、 用PIC16F877串口實(shí)現(xiàn)顯示。2、 設(shè)計(jì)出硬件電路，并完成接線(xiàn)。3、 完成硬件設(shè)計(jì)后用電路板搭試。三、 設(shè)計(jì)步驟：1、 查資料。 了解和學(xué)習(xí)P

6、IC16F877單片機(jī)接口、工作原理和簡(jiǎn)單的編程。2、 硬件設(shè)計(jì)。 完成硬件電路原理圖和硬件接線(xiàn)圖。3、 程序設(shè)計(jì)。 編寫(xiě)程序并畫(huà)出程序流程圖。4、 焊接和調(diào)試 第二部分、元器件的介紹一、PIC16F877的結(jié)構(gòu)介紹 1PIC16F877的基本功能模塊（1）、程序存儲(chǔ)器區(qū)域 PIC16F877單片機(jī)帶有Flash程序存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，主要存放由用戶(hù)預(yù)先編制好的程序和一些固定不變的數(shù)據(jù)。共有8K*14位程序單元空間，即0000H1FFFH。由程序計(jì)數(shù)器提供13根地址線(xiàn)進(jìn)行單元選擇，每個(gè)單元寬14位，能夠存放一條PIC單片機(jī)系統(tǒng)指令。（2）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器區(qū)域 PIC16F877單片機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器主要包括特殊

7、功能寄存器兩部分，用于存取CPU在執(zhí)行程序過(guò)程中產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)或預(yù)置的參數(shù)。RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的每個(gè)存儲(chǔ)單元除具備普通存儲(chǔ)器的功能之外，還能實(shí)現(xiàn)移位、置位、清零、位測(cè)試等通常只有寄存器才能完成的操作。（3）、EEPROM數(shù)據(jù) PIC16F877單片機(jī)嵌入一個(gè)256*8位EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器模塊，它與內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器最大的差異在于可在線(xiàn)擦/寫(xiě)，存儲(chǔ)的內(nèi)容掉電時(shí)不會(huì)丟失。對(duì)于數(shù)據(jù)存取功能，PIC單片機(jī)指令集沒(méi)有提供現(xiàn)成的機(jī)器指令，而必須采用特殊的程序段。（4）、算術(shù)邏輯運(yùn)算區(qū)域 PIC16F877單片機(jī)一個(gè)非常重要的部件就是算術(shù)邏輯單元ALU，主要實(shí)現(xiàn)算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。一般對(duì)于雙目操作類(lèi)指令，如加

8、、減、與、或，兩個(gè)操作數(shù)來(lái)源于工作寄存器W和數(shù)據(jù)復(fù)用器。而執(zhí)行的結(jié)果可以送入工作寄存器W或返回?cái)?shù)據(jù)總線(xiàn)（進(jìn)入特定外圍模塊或給定的數(shù)據(jù)寄存妻單元），同時(shí)會(huì)將運(yùn)算結(jié)果的狀態(tài)送入STATUS狀態(tài)寄存器。（5）、I/O模塊 PIC16F877單片機(jī)具有豐富的接口資源，工設(shè)置了5個(gè)I/O端口，分別為RA（6位）、RB（8位）、RC（8位）、RD（8位）和RE（3位），共33個(gè)引腳。大多數(shù)引腳除了基本I/O功能外，還配置了其他特殊功能，譬如模擬量輸入通道、串并行通信線(xiàn)、MPLABIDE專(zhuān)用控制線(xiàn)等。RA（6位）和RE（3）中8條模擬量輸入通道，只有對(duì)ADCON1進(jìn)行設(shè)置后才能用作數(shù)字量I/O引腳。另外，R

9、B端口的高4位具有特殊的電平變化中斷功能，為實(shí)時(shí)監(jiān)控提供了很大方便。RC端口擁有各類(lèi)串行通信功能，包括主控同步串行通信MSSP（SPI、IC）和通用同步/異步收發(fā)器USART。2PIC16F877的專(zhuān)用功能模塊PIC16F877內(nèi)部集成了多個(gè)專(zhuān)用功能模塊，主要包括串口通信和并行數(shù)據(jù)傳送模塊、捕捉/比較/脈寬調(diào)制模塊和A/D轉(zhuǎn)換器（ADC）模塊。二、PIC16F877的引腳 PIC16F87X系列單片機(jī)有雙列直插式28引腳和40引腳及表面貼裝式44引腳等幾種封裝形式。本設(shè)計(jì)主要采用雙列直插式40引腳的PIC16F877芯片。圖1是雙列直插式40引腳的PIC16F877引腳功能圖。1系統(tǒng)配置引腳（

10、1）電源和接地引腳VDD:正電源端。VSS：接地端。（2）時(shí)鐘、復(fù)位引腳OSC1/CLKIN：時(shí)鐘振蕩器晶體連接端1/外部時(shí)鐘源輸入端。OSC2/CLKOUT：時(shí)鐘振蕩器晶體連接端2/外部時(shí)鐘源輸出端。（3）主復(fù)位引腳MCLR|/V pp:人工復(fù)位輸入端（低電平有效）/編程電壓輸入端。 圖1 PIC16F877的管腳圖2I/O功能引腳 PIC16F877單片機(jī)配置有5個(gè)端口，多達(dá)33個(gè)雙向I/O引腳。每一個(gè)引腳都具有較強(qiáng)的對(duì)外電路驅(qū)動(dòng)能力，都可以獨(dú)立設(shè)置為所需要的輸入和輸出狀態(tài)。 （1） 端口RA引腳 端口RA是一個(gè)雙向I/O可編程端口，只有對(duì)ADCON1進(jìn)行設(shè)置才能用作數(shù)字量I/O引腳。端口

11、RA的引腳還有第2、第3功能。 RA0/AN0：RA0/第0路模擬信號(hào)輸入端。 RA1/AN1：RA1/第1路模擬信號(hào)輸入端。 RA2/AN2/Vref-：RA2/第2路模擬信號(hào)輸入端/負(fù)參考電壓端。 RA3/AN3/Vref+：RA3/第3路模擬信號(hào)輸入端/正參考電壓端。 RA4/T0CKI：RA4/定時(shí)器0時(shí)鐘輸入端。 RA5/AN4/SS：RA5/第5路模擬信號(hào)輸入端/串行口從動(dòng)選擇。（2） 端口RB引腳 端口RB是一個(gè)雙向I/O可編程端口。作輸入時(shí)，內(nèi)部有可編程的弱上拉電路。此外，端口RB的引腳還有第2、第3功能。 RB0/INT：RB0/外部中斷輸入端。 RB1：RB1。 RB2：R

12、B2。 RB3/PGM：RB3/低電平電壓編程輸入端。 RB4：RB4（具有電壓變化中斷功能）。 RB5：RB5（具有電壓變化中斷功能）。 RB6/PGC：RB6（具有電壓變化中斷功能）/在線(xiàn)調(diào)試輸入端和串行編程時(shí)鐘輸入端。 RB7/PGD：RB7（具有電壓變化中斷功能）/在線(xiàn)調(diào)試輸入端和串行編程時(shí)鐘輸入端。（3） 端口RC引腳 端口RC是一個(gè)雙向I/O可編程端口，其引腳還有第2、第3功能。與其他端口相比，端口RC功能最為豐富，主要嵌入有兩大類(lèi)功能：捕捉/比較/脈寬調(diào)制模塊CCP和各類(lèi)串行通信模塊。 RC0/T1OSO/T1CKI：RC0/定時(shí)器1的振蕩器輸出端/定時(shí)器1時(shí)鐘輸入端。 RC1/

13、T1OSI/CCP2：RC1/定時(shí)器1的振蕩器輸入端/捕捉器2輸入端或比較器2輸出端或脈寬調(diào)制器PWM2的輸出端。 RC2/CCP1：RC2/捕捉器1輸入端或比較器1輸出端或脈寬調(diào)制器PWM1的輸出端。 RC3/SCK/SCL：RC3/SPI和I*IC串行口的同步始終輸入或輸出端。 RC4/SDI/SDA：RC4/SPI串行口的數(shù)據(jù)輸入端和I*IC串行口的數(shù)據(jù)輸入或輸出端。RC5/SDO：RC5/SPI串行口的數(shù)據(jù)輸出端。RC6/TX/CK：RC6/USART全雙工異步發(fā)送端/USART半雙工同步傳送時(shí)鐘端。RC7/RX/DT：RC7/USART全雙工異步接送端/USART半雙工同步傳送數(shù)據(jù)端

14、。（4） 端口RD引腳 端口RD是一個(gè)雙向I/O可編程端口，其全部引腳還有第2功能。一般RD端口在實(shí)際控制系統(tǒng)或?qū)嶒?yàn)中，常用作為數(shù)據(jù)傳送端口。 RD07/PSP07：RD07/作為從動(dòng)并行口與其他微處理器總線(xiàn)連接。（5） 端口RD引腳 端口RD是一個(gè)雙向I/O可編程端口，只有對(duì)ADCON1進(jìn)行設(shè)置后才能用作為數(shù)字量輸入/輸出引腳。端口E的引腳還有第2、第3功能。 RE0/RD/AN5：RE0/并行口讀出控制端/第5路模擬信號(hào)輸入端。 RE1/WR/AN6：RE1/并行口寫(xiě)入控制端/第6路模擬信號(hào)輸入端。 RE2/CS/AN7：RE2/并行口片選控制端/第7路模擬信號(hào)輸入端。三特殊內(nèi)嵌功能PIC

15、16F877屬于內(nèi)嵌功能較多的單片機(jī)，除了CPU、POM、RAM、I/O等基本構(gòu)造外，還包括以下各種功能，簡(jiǎn)介如下： A/D converter：模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，最多可以讀取8組模擬輸入訊號(hào)。 CCP：Capture、Compare、PWM，用于控制直流馬達(dá)。 Timer：內(nèi)部定時(shí)器，有Timer0、Timer1、Timer2等。 USART：Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter：同步/異步串行傳輸，如RS232、RS485等。 MSSP：Master Synchronous Serial Port，兩線(xiàn)式(I

16、2C)與三線(xiàn)式(SPI)標(biāo)準(zhǔn)同步串行傳輸協(xié)定，常用于EEPROM內(nèi)存資料的燒錄與讀取，或是與其它集成電路溝通與聯(lián)系，形成多芯片網(wǎng)絡(luò)四74LS164的介紹 164 為 8 位移位寄存器,其主要電特性的典型值如下：當(dāng)清除端（CLEAR）為低電平時(shí)，輸出端（QAQH）均為低電平。 串行數(shù)據(jù)輸入端（A，B）可控制數(shù)據(jù)。當(dāng) A、B任意一個(gè)為低電平，則禁止新數(shù)據(jù)輸入，在時(shí)鐘端（CLOCK）脈沖上升沿作用下Q0 為低電平。當(dāng)A、B 有一個(gè)為高電平，則另一個(gè)就允許輸入數(shù)據(jù)，并在CLOCK 上升沿作用下決定Q0 的狀態(tài)。 圖2 74LS164的管腳圖CLOCK ：時(shí)鐘輸入端CLEAR： 同步清除輸入端（低電平有

17、效） A，B ：串行數(shù)據(jù)輸入端QAQH： 輸出端第三部分 電路部分一 PIC16F877基本電路1、 PIC振蕩頻率電路單片機(jī)振蕩電路與整體系統(tǒng)工作速度有直接的關(guān)系，例如同步異步 圖3. 振蕩源電路圖表1. 電容值串行傳輸、定時(shí)器等，都與振蕩頻率有關(guān)，不同系列單片機(jī)有不同振蕩頻率，根據(jù)產(chǎn)品資料手冊(cè)，PIC16F877振蕩頻率最高可到20MHz；在圖1中，振蕩電路接于Pin13(OSC1/CLKIN)與Pin14(OSC2/CLKOUT)，而振蕩電路有以下四種形式： LP：使用低功率振蕩晶體(Low Power Crystal) XT：使用振蕩器諧振器(Crystal/Resonator) HS

18、：使用高速振蕩器(High Speed Crystal/Resonator) RC：使用電阻電容(Resister/Capacitor) 圖4. 電源與重置電路一般常用振蕩晶體或是諧振器作為單片機(jī)振蕩源，外接電路及PIC內(nèi)部電路說(shuō)明如圖6所示。圖中電容C1與C2規(guī)格大小是根據(jù)Crystal或Resonator而有所不同，表1列出電容值。2 外加電源與重置電路PIC16F877的工作電壓為5V，連接Pin11與Pin32，Pin12與Pin31為地線(xiàn)接腳；重置電路連接Pin1，按下Reset后，內(nèi)部指令重頭開(kāi)始執(zhí)行，系統(tǒng)重新運(yùn)作第四部分、程序設(shè)計(jì)部分一、程序流程圖 初始化程序設(shè)置存儲(chǔ)器 設(shè)置C端

19、口方向 輸入顯示碼 結(jié)束 圖 5 程序流程圖二、程序設(shè)計(jì)INCLUDE <P16F877A.INC> CP   EQU   4         ;DSP口線(xiàn)定義 DP   EQU   3 ST   EQU   5a DIG       EQU 04H BIT      

20、0; EQU 08H       DS EQU 20H              ;4位顯示段碼在20H-23H POINT1        EQU 2AH     ;段碼指針 POINT2        EQU 2BH  

21、60;  數(shù)位指針 OUTB    EQU 2CH           輸出段碼緩存單元  ORG    0000H   NOP  GOTO   MAIN              ORG     04H &#

22、160;             RETFIE MAIN   BCF     INTCON, 7                  BSF     STATUS, RP0  MOVLW      00H  MOVWF     TRISC  BCF