PIC16F877資料

1、第四章PIC16F877單片機(jī)概述單片機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用4.1.1 單片機(jī)的歷史發(fā)展概況單片機(jī)技術(shù)發(fā)展十分迅速，產(chǎn)品種類已琳瑯滿目?？v橫整個單片機(jī)技術(shù)發(fā)展過程，可以分為以下三個主要過程：一、單芯片微機(jī)形成過程1976年，Intel公司推出了MCS-48系列單片機(jī)。該系列單片機(jī)早期產(chǎn)品在芯片內(nèi)集成有：8位CPU1K字節(jié)程序存儲器（ROM64字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器（RAM、27根I/O線和1個8位定時/計數(shù)器。此階段的主要特點是：在單個芯片內(nèi)完成了CPU存儲器、I/O接口、定時/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、時鐘等部件的集成，但存儲器的容量較小，尋址范圍?。ú淮笥?K）,無串行接口，指令系統(tǒng)功能不強(qiáng)。二、性能完善提高階段

2、1980年，Intel公司推出MCS-51系列單片機(jī)。該系列單片機(jī)在芯片內(nèi)集成有：8位CPU4K字節(jié)程序存儲器（ROM128位字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器（RAM、4個8位并行接口、1個全雙工串行接口和2個16位定時/計數(shù)器。尋址范圍為64K,并集成有控制功能較強(qiáng)的布爾處理器完成處理功能。此階段的主要特點是：結(jié)構(gòu)體系完善，性能已大大提高，面向控制的特點進(jìn)一步突出?，F(xiàn)在，MCS-51已成為公認(rèn)的單片機(jī)經(jīng)典機(jī)種。三、微控制器化階段1982年，Intel公司推出MCS-96系列單片機(jī)。該系列單片機(jī)在芯片內(nèi)部集成有：16位CPUK字節(jié)程序存儲器（ROM、232字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器（RAM、5個8位并行接口、1個全雙工串行

3、接口和2個16位定時/計數(shù)器。尋址范圍最大為64K。片上還有8路10位ADC1路PWM；D/A）輸出及高速I/O部件等。近年來，許多半導(dǎo)體廠商以MCS-51系列單片機(jī)的8051為內(nèi)核，將許多測控系統(tǒng)中的接口技術(shù)、可靠性技術(shù)及先進(jìn)的存儲器技術(shù)和工藝技術(shù)集成到單片機(jī)中，生產(chǎn)出了多種功能強(qiáng)大、使用靈活的新一代80C51系列單片機(jī)。此階段的主要特點是：片內(nèi)面向測控系統(tǒng)的外圍電路增強(qiáng)，使單片機(jī)可以方便靈活地應(yīng)用于復(fù)雜的自動測控系統(tǒng)及設(shè)備。因此，“微控制器”的稱謂更能反應(yīng)單片機(jī)的本質(zhì)。4.1.2 單片機(jī)發(fā)展趨勢縱觀單片機(jī)的發(fā)展過程，可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢，大致有：1.低功耗CMOStMCS-51系列的8

4、031推出時的功耗達(dá)630mW而現(xiàn)在的單片機(jī)普遍都在100mW左右，隨著對單片機(jī)功耗要求越來越低，現(xiàn)在的各個單片機(jī)制造商基本都采用了CMOS（:補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝）。像80C51就采用了HMO卸高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝）和CHMOS（補(bǔ)高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝）。CMOS!然功耗較低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而CHMOS具備了高速和低功耗的特點，這些特征，更適合于在要求低功耗象電池供電的應(yīng)用場合。所以這種工藝將是今后一段時期單片機(jī)發(fā)展的主要途徑。2,微型單片化現(xiàn)在常規(guī)的單片機(jī)普遍都是將中央處理器（CPU）、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲（RAM只讀程序存儲器（ROM）并行和串行通信接口

5、，中斷系統(tǒng)、定時電路、時鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強(qiáng)型的單片機(jī)集成了如A/D轉(zhuǎn)換器、PMWW寬調(diào)制電路）、WDT營門狗）、有些單片機(jī)將LCD儆晶）驅(qū)動電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機(jī)包含的單元電路就更多，功能就越強(qiáng)大。甚至單片機(jī)廠商還可以根據(jù)用戶的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機(jī)芯片。此外，現(xiàn)在的產(chǎn)品普遍要求體積小、重量輕，這就要求單片機(jī)除了功能強(qiáng)和功耗低外，還要求其體積要小?，F(xiàn)在的許多單片機(jī)都具有多種封裝形式，其中SMD表面封裝）越來越受歡迎，使得由單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。3,主流與多品種共存現(xiàn)在雖然單片機(jī)的品種繁多，各具特色，但仍以80C51為核心的單片機(jī)占主

6、流，兼容其結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)的有PHILIPS公司的產(chǎn)品，ATME公司的產(chǎn)品和中國臺灣的Winbond系列單片機(jī)。所以C8051為核心的單片機(jī)占據(jù)了半壁江山。而Microchip公司的PIC精簡指令集（RISC）也有著強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭，中國臺灣的HOLTE儂司近年的單片機(jī)產(chǎn)量與日俱增，與其低價質(zhì)優(yōu)的優(yōu)勢，占據(jù)一定的市場份額。此外還有MOTOROLA司的產(chǎn)品，日本幾大公司的專用單片機(jī)，在一定時期內(nèi)，這種情形將得以延續(xù)，將不存在某個單片機(jī)一統(tǒng)天下的壟斷局面，走的是依存互補(bǔ)，相輔相成，共同發(fā)展的道路。4.1.3單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域由于單片機(jī)具有良好的控制性能和靈活的嵌入品質(zhì)，近年來單片機(jī)在各種領(lǐng)域都獲得了極為

7、廣泛的應(yīng)用。概要地分成以下幾個方面：1：智能儀器儀表單片機(jī)用于各種儀器儀表，一方面提高了儀器儀表的使用功能和精度，使儀器儀表智能花，同時還簡化了儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，從而可以方便地完成各種儀器儀表產(chǎn)品的升級換代。如各種智能電氣測量儀表、智能傳感器等。2:機(jī)電一體化產(chǎn)品機(jī)電一體化產(chǎn)品是集機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動化技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)于一體，具有智能化特征的各種機(jī)電產(chǎn)品。單片機(jī)在機(jī)電一體化產(chǎn)品的開發(fā)中可以發(fā)揮巨大的作用。典型產(chǎn)品如機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、自動包裝機(jī)、點鈔機(jī)、醫(yī)療設(shè)備、打印機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)等。3:實時工業(yè)控制單片機(jī)還可以用于各種物理量的采集與控制。電流、電壓、溫度、液位、流量等物理量參數(shù)的采

8、集和控制均可以利用單片機(jī)方便地實現(xiàn)。在這類系統(tǒng)中，利用單片機(jī)作為系統(tǒng)控制器，可以根據(jù)被控對象的不同特征采用不同的智能算法，實現(xiàn)期望的控制指標(biāo)，從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。典型應(yīng)用如電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制、溫度控制、自動生產(chǎn)線等。4:分布系統(tǒng)的前端模塊在較復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)中，經(jīng)常要采用分布式測控系統(tǒng)完成大量的分布參數(shù)的采集。在這類系統(tǒng)中，采用單片機(jī)作為分布式系統(tǒng)的前端模塊。系統(tǒng)具有運(yùn)行可靠，數(shù)據(jù)采集方便靈活，成本低廉等一系列優(yōu)點。5:家用電器家用電器是單片機(jī)的又一重要領(lǐng)域，前景十分廣闊。如空調(diào)器、電冰箱、洗衣機(jī)、電飯煲、高檔洗浴設(shè)備、高檔玩具等。另外，在交通領(lǐng)域中，汽車、火車、飛機(jī)、航天器等均有單片機(jī)

9、的廣泛應(yīng)用。如汽車自動駕駛系統(tǒng)、航天測控系統(tǒng)、黑匣子等。4.2PIC16F877單片機(jī)簡介PIC16F877單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)PIC16F877單片機(jī)的功能框圖如圖4.1所示。從其執(zhí)行功能考慮，可以將單片機(jī)分成兩大組件，即基本功能模塊和專用功能模塊。1: PIC16F877單片機(jī)的基本功能模塊PIC16F877單片機(jī)的基本功能區(qū)域的主要功能模塊包括以下7部分1）程序存儲器區(qū)域PIC16F877單片機(jī)帶有Flash程序存儲器結(jié)構(gòu)，主要存放由用戶預(yù)先編制好的程序和一些固定不變的數(shù)據(jù)。程序存儲器共有8Kx14位程序單元空間，即0000H1FFFH由程序計數(shù)器提供13條地址線進(jìn)行單元選擇，每個單元寬14

10、位，能夠存放一條PIC單片機(jī)系統(tǒng)指令。在系統(tǒng)上電或其他復(fù)位情況下，程序計數(shù)器均從0000H地址單元開始工作。如果遇到調(diào)用子程序或系統(tǒng)發(fā)生事件中斷時，都將把當(dāng)前程序斷點處的地址送入8級X14位的堆棧區(qū)域進(jìn)行保護(hù)。堆棧是一個獨(dú)立的存儲區(qū)域，在子程序或中斷服務(wù)程序執(zhí)行完后，再恢復(fù)斷點地址，使主程序得以繼續(xù)執(zhí)行。通過14位程序總線，取出對應(yīng)程序指令的機(jī)器碼，送入指令寄存器，將組成的操作碼和操作數(shù)進(jìn)行有效分離。如果操作數(shù)為地址，則進(jìn)入地址復(fù)用器；如果操作數(shù)為數(shù)據(jù)，則進(jìn)入數(shù)據(jù)復(fù)用器。而操作碼將在指令譯碼和控制單元中轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的功能操作。2）數(shù)據(jù)存儲區(qū)域PIC16F877單片機(jī)數(shù)據(jù)存儲器主要包括特殊功能寄存

11、器和通用寄存器兩部分，用于存取CPUS執(zhí)行程序過程中產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)或預(yù)置的參數(shù)。RAhM據(jù)存儲器的每個存儲單元除具備普通存儲器功能之外，還能實現(xiàn)移位、置位、復(fù)位和位測試等通常只有寄存器才能完成的操作。PIC16F877共有512字節(jié)單元空間（包括無效的地址單元），即000H1FFH地址復(fù)用器組合9條地址線，實現(xiàn)512個數(shù)據(jù)存儲器單元地址的有效選擇。對于不同的數(shù)據(jù)訪問，地址復(fù)用器的組合方式也存在差異。當(dāng)采用直接尋址時，RAM*址的形成采用7加2模式，即7位數(shù)據(jù)來源于指令操作數(shù)，2位數(shù)據(jù)來源于STATUS狀態(tài)寄存器RP1RP0而采用間接尋址時，RAM*址的形成采用8加1模式，即8位數(shù)據(jù)來源于文件選

12、擇寄存器FSR1位數(shù)據(jù)來源于STATUSES寄存器IRP基本功能區(qū)域配置有地址和數(shù)據(jù)兩種復(fù)用器，是一種信號的選擇開關(guān)，可根據(jù)指令功能的不同而選擇其中的一個通路。3） UPRO瞰據(jù)存儲器模塊PIC16F877單片機(jī)嵌入一個256X8位E2PRO瞰據(jù)存儲器模塊。它與內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器最大的差異在于可在線擦/寫，存儲的內(nèi)容掉電時不會丟失。完成數(shù)據(jù)存取功能，PIC單片機(jī)指令集沒有提供現(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)中一個非常重要的部件就是算術(shù)邏輯單元ALU主要實現(xiàn)算數(shù)運(yùn)8位從動端口通用同步，異步收發(fā)器捕捉比較脈寬調(diào)制1程序計數(shù)器卜I8級堆棧（13位）T指

13、令寄存器地址復(fù)用器0STATULJW寄存器指令譯碼和控制器端口A端口E端口B端DC定時器2定時器1Flash程序存儲器E2PR0M數(shù)據(jù)存儲器基本功能區(qū)域?qū)Ｓ霉δ軈^(qū)域步行口同串端比寬捉橘如捕較調(diào)卜由鴕時起振延時上電復(fù)位WDT欠壓復(fù)位在線調(diào)試低壓編程RAM數(shù)據(jù)存儲器FSR數(shù)據(jù)復(fù)用器時基發(fā)生器器件型OFlash程序存儲器RAM數(shù)據(jù)存儲器E2PROM數(shù)據(jù)存儲器PIC16F8778KX14368X8256X8圖4.1PIC16F877單片機(jī)的功能框圖算和邏輯運(yùn)算。一般對于雙目操作類指令，如“加”、“減”、“與”、“或”的兩個操作數(shù)將來源于工作寄存器Wft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

14、數(shù)據(jù)總線（進(jìn)入特定外圍模塊或給定的數(shù)據(jù)寄存器單元），同時會將運(yùn)算結(jié)果的狀態(tài)送入STATU縱態(tài)寄存器。與算術(shù)邏輯運(yùn)算區(qū)域關(guān)聯(lián)的特殊功能寄存器有以下3種（1）工作寄存器W相當(dāng)于其它單片機(jī)中的“累加器A”，是數(shù)據(jù)傳送的橋梁，是最為繁忙的工作單元。在運(yùn)算前，W可以暫存準(zhǔn)備參加運(yùn)算的一個操作數(shù)（成為源操作數(shù)）；（2）狀態(tài)寄存器STATUS反映最近一次算術(shù)邏輯運(yùn)算結(jié)果的狀態(tài)特征，如是否產(chǎn)生進(jìn)位、借位、結(jié)果是否為零等，共涉及3個標(biāo)志位（Z、DCn0。該寄存器在其他單片機(jī)中又稱為標(biāo)志寄存器或程序狀態(tài)字（PAW寄存器。另外，狀態(tài)寄存器還包括數(shù)據(jù)寄存器區(qū)域的選擇信息（IRP、RP1和RP0。如圖所示的狀態(tài)寄存器S

15、TATUS旨向數(shù)據(jù)存儲器地址復(fù)用器的3條控制線，配合完成間接尋址（IRP）和直接尋址（RP1和RP0o（3）文件選擇寄存器FSR是與INDF完成間接尋址的專用主題寄存器，用于存放間接地址，即預(yù)先將要訪問單元的地址存入該寄存器。5）輸入/輸出端口模式PIC16F877單片機(jī)具有豐富的接口資源，共設(shè)置有5個輸入/輸出端口，分另I為RA（6位）、RB（8位）、RC（8位）、RD（8位）和RE（3位），合計共有33個引腳。大多數(shù)引腳除了基本I/O功能外，還配置有其他特殊功能，例如模擬量輸入通道，用/并行通信線和MPLABICD專用控制線等。這些端口引腳在使用中存在著差異，特別是RA（6位）和RE（3位

16、）中所涉及的輸入/輸出通道，只有當(dāng)對ADCON進(jìn)行設(shè)置后才能用作為數(shù)字累輸入/輸出引腳。另外，RB端口的高4位具有特殊的電平變化中斷功能，為實時監(jiān)控提供了很大方便。RC端口擁有各類串行通信功能，包括主控同步串行通信MSSRSPI、I2C）和通用同步/異步收發(fā)器USART6）多功能定時器模塊PIC16F877單片機(jī)配置有3個功能較強(qiáng)的多功能定時器模塊：TMR0（8位）、TMR1（16位）和TMR2（8位）。他們都具有不同位寬的可編程定時器，出TMR2以外都可作為計數(shù)器使用。每個定時器/計數(shù)器模塊都配有不同比例的預(yù)分頻器或后分頻器。另外，還有兩個重要的專門用途；當(dāng)設(shè)置在同步計數(shù)方式下，TMR1可與

17、捕捉/比較/脈寬調(diào)制CCP1塊配合實現(xiàn)脈寬調(diào)制輸出功能。7）核心模塊PIC16F877單片機(jī)具有多種功能強(qiáng)大的系統(tǒng)復(fù)位模式：基于電容的效應(yīng)，當(dāng)系統(tǒng)芯片加電后，VDD4壓會有一個逐漸上升的過程，只有達(dá)到1.51.8V后，上電復(fù)位電路將自動產(chǎn)生一個復(fù)位脈沖，使單片機(jī)復(fù)位；而為了保障系統(tǒng)程序安全，可靠運(yùn)行，當(dāng)VDDf電跌落到VBOR（:約4V）的時間大于TBOR大約100us）時，如果掉電復(fù)位功能處于使能方式，將自動產(chǎn)生一個復(fù)位信號并使芯片保持在復(fù)位狀態(tài)；而此時如果VDDR復(fù)到正常范圍，上電延時電路再提供一個72ms延時，才使CPU從復(fù)位狀態(tài)返回到原正常運(yùn)行狀態(tài)。另外，核心模塊還帶有兩種特殊的延時電

18、路：上電延時和起振延時電路。在芯片加電時，上電延時定時器PWR提供一個固定的72ms正常上電延時。上電延時電路采用RC振蕩器方式工作。當(dāng)PWRTt于延時過程時，芯片就能一直保持在復(fù)位狀態(tài)，以確保電源電壓在這個固定延時內(nèi)達(dá)到合適的芯片工作電壓；在上電延時電路提供一個72ms延時后，起振定時器OSTW提供1024個振蕩周期的延遲時間，以確保晶體或陶瓷諧振器能夠有合適的時間起振并產(chǎn)生穩(wěn)定的時序波形。PIC16F877單片機(jī)嵌入了一個具有較強(qiáng)功能的看門狗定時器WDT能夠有效防止因環(huán)境干擾而引起系統(tǒng)程序“飛溢”。WDT勺定時/計數(shù)脈沖是由芯片內(nèi)專用的RC振蕩器產(chǎn)生的。它的工作既不需要任何外部器件，也與單

19、片機(jī)的時鐘電路無關(guān)。這樣，即使單片機(jī)的時鐘停止，WDT0能繼續(xù)工作?？撮T狗電路在實時控制系統(tǒng)有著重要的應(yīng)用價值，可以在18ms基本定時基礎(chǔ)上加入1:11:128的預(yù)分頻比例，從而達(dá)到182304ms的定時。一旦在程序中啟用看門狗電路，定時的長短將直接與看門狗復(fù)位指令CLRWD的設(shè)置有關(guān)。其原則是：程序循環(huán)或程序段內(nèi)插入CLRWDT確保正常程序運(yùn)行時看門狗電路執(zhí)行復(fù)位（CLRWDT的間隙時問小于看門狗電路設(shè)置的溢出時間。PIC16F877單片機(jī)最具特色的內(nèi)容之一就是具有強(qiáng)大的在線調(diào)試功能和低壓編程功能，為初學(xué)者提供了一個友好的操作平臺，在Microchip公司提供的集成開發(fā)環(huán)境MPLABIDE和

20、實驗板的支持下，完成在線調(diào)試程序的功能。在對PIC16F877單片機(jī)進(jìn)行在線串行編程時，該電路允許使用芯片工作電壓VDD（乍為編程（即固化）電壓，而不需要額外的高電壓（如13V）PIC16F877單片機(jī)的專用功能模塊PIC16F877單片機(jī)內(nèi)部集成了多個專用功能模塊，其功能和使用方法比較復(fù)雜。PIC16F877單片機(jī)專用功能區(qū)域主要包括了6個充分體現(xiàn)PIC16F877單片機(jī)特色的專用功能模塊。1）串行通信和并行數(shù)據(jù)傳送模塊在R5口匯集有多種串行數(shù)據(jù)傳送方式，主要包括同步串行端口SSPffi通用同步/異步收發(fā)器USARTSSP具有SPI和I2C兩種系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的工作方式，可實現(xiàn)多機(jī)或外接

21、專用器件進(jìn)行特殊通信。USART1一種常規(guī)的二線式串行通信模式，在PC機(jī)和單片機(jī)中都有配置。它可以定義為兩種工作方式：半雙工同步方式和全雙工異步方式，以實現(xiàn)外接專用器件之間或遠(yuǎn)距離多機(jī)進(jìn)行特殊通信。另外，RD端口可作為并行從動端口PSP是一條處于被動工作方式下數(shù)據(jù)傳送的高速通道，并行數(shù)據(jù)總線的權(quán)限將由于其進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的另一方控制。2）捕捉/比較/脈寬調(diào)制模塊PIC16F877單片機(jī)配置有兩個功能較強(qiáng)，頗具特色的功能模塊CCP1ffiCCP2分別能與TMR1和TMR2配合實現(xiàn)對信號的輸入捕捉，輸出比較和脈寬調(diào)制PWM輸出功能。（1）輸入捕捉功能：主要通過TMR1定時器，及時捕捉外加信號的邊沿觸發(fā)

22、，用來間接測量信號周期，頻率，脈寬等。（2）輸出比較功能：主要通過TMR1定時器和比較電路，輸出寬度可調(diào)的方波信號，以驅(qū)動那些工作于脈沖型的電氣部件。（3）脈寬調(diào)制PW喻出功能：主要通過TMR班時器,PR2周期寄存器和比較電路，輸出周期和脈寬可調(diào)的周期性方波信號，以控制可控硅的導(dǎo)通狀態(tài)，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動角度或調(diào)整發(fā)光器件亮度等。2: A/D轉(zhuǎn)換器（ADC模塊A/D轉(zhuǎn)換器是專門功能區(qū)域重要的器件之一。PIC16F877單片機(jī)本身就嵌入了一個10位分辨率的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，最多可帶有8個模擬量輸入通道，用來將外部的模擬量變換成單片機(jī)可以接受和處理的數(shù)字量。A/D轉(zhuǎn)換器采用常規(guī)的逐次比較法，參考電壓即可使用

23、標(biāo)準(zhǔn)的VDDffiVSSW號，也可使用外加參考電壓的方式。A/D轉(zhuǎn)換器內(nèi)部配置有獨(dú)立的時鐘信號，即使PIC單片機(jī)處于睡眠的情況下，照樣可以進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換。4.2.2PIC16F877單片機(jī)的引腳說明1: PIC16F877的弓腳如圖4.2所示MCLR/VppRAO/ANORA1/AN1RA2/AN2/Vref-RA3/AN3/Vref+RA4/TOO(1RA5/AN4,SSRE0/RD/AN5RE1屈AN6RE2/S/AN7VcoV$s0SC1/CLKIN0SC2/CLK0UTRCO/T1OSO/T1CKIRC1/T10SI/CCP2RC2/CCP1RC3/SCK/SCLRDO/PSPORD1

24、/PSP1MCLR/VppRAO/ANORA1/AN1RA2/AN2/Vref-RA3/AN3/Vref+RA4/TOO(1RA5/AN4,SSRE0/RD/AN5RE1屈AN6RE2/S/AN7VcoV$s0SC1/CLKIN0SC2/CLK0UTRCO/T1OSO/T1CKIRC1/T10SI/CCP2RC2/CCP1RC3/SCK/SCLRDO/PSPORD1/PSP1V_AIZV一"AU012345234567891111110987654321098764333333333322222221AA>-<""AVATAA_A""

25、;>-A*AY_Ay_aY_AV_AR07/PGDRBfi/PGCRB5RB4RB3/PGMRB2RBIRBO/RNTVt»VssR07/PSP7RO6/PSP6RO5/PSP5R04/PSP4RC7/RX/DTRC6/TX/CKRC5/SD0RC4/SDI/SDARC3/PSP3RC2/PSP2圖4.2PIC16F877引腳圖2: PIC16F877引腳定義PIC16F877單片機(jī)共有40個引腳，其中11、32腳是電源引腳，12、31腳是電源地，分別接到5V電源的正負(fù)極上；1腳是復(fù)位引腳，低電平復(fù)位；13、14腳時時鐘輸入引腳和時鐘輸出弓I腳，可由RC振蕩電路或晶振振蕩電路構(gòu)

26、成時鐘源；其余弓I腳分另I是RA0RA5RB0RB7RC0RC7RD0RD7RE0RE2這些弓I腳除了當(dāng)作普通端口使用外，很多引腳還有其他功能。PIC16F877單片機(jī)的每個I/O端口都配有2個相關(guān)的寄存器：一個是寄存器TRISx;另一個是端口寄存器PORTxTRISx是一個方向寄存器，用來設(shè)置端口的方向，也就是將端口設(shè)置為輸入口或者輸出口:邏輯1代表端口是輸入口，邏輯0代表端口是輸出口。需要注意的是在上電復(fù)位后，這些I/O端口的默認(rèn)狀態(tài)都是輸入。PORTA端口寄存器，在作為輸出口時，該寄存器中存放的是要輸出的數(shù)據(jù)；在作為輸入口時，該寄存器中存放的是要讀取的數(shù)據(jù)。這兩個寄存器都是8位寄存器，分

27、別與每個端口的8個引腳相對應(yīng)。1:PORTA口TRISA寄存器PORTA1一個6位長度的雙向端口，相對應(yīng)的方向寄存器是TRISA設(shè)置相應(yīng)的位為1將使相對應(yīng)的PORT葡口設(shè)置為輸入口，設(shè)置相應(yīng)的位為0將使相對應(yīng)的PORT葡口設(shè)置為輸出口。當(dāng)將端口設(shè)置為輸入口時，從PORTA?存器讀取的數(shù)據(jù)表示引腳的狀態(tài)；當(dāng)將端口設(shè)置為輸出口時，則將數(shù)據(jù)寫到端口鎖存器中。所有寫操作都經(jīng)過讀一修改一寫的過程。因此對端口的“寫”意味著先讀引腳，然后修改值，最后再寫入到端口鎖存器。RA4引腳同時被復(fù)用為TMR0勺時鐘輸入引腳，作為輸入時，其內(nèi)部是一個施密特觸發(fā)器；作為輸出時，則是一個漏極開路輸出。所有其他RA端口引腳的

28、輸入信號都是TTL電平，輸出信號都是CMOS區(qū)動輸出。需要注意的是，將RA4作為輸出口時一定要接上拉電壓。當(dāng)其他引腳復(fù)用為模擬參考電壓輸入時，由ADCON寄存器進(jìn)行設(shè)置。表4.1端口A功能表注：TTL=TTL俞入，ST碰密特觸發(fā)輸入引腳名稱位緩沖功能RA0/AN0第0位TTL通用輸入/輸出口，模擬輸入口RA1/AN1第1位TTL通用輸入/輸出口，模擬輸入口，RA2/AN2/VREF-第2位TTL通用軸入/軸出口，模擬軸入口，負(fù)經(jīng)美電壓RA3/AN3/VREF+第3位TTL通用軸入/軸出口，模擬軸入口，正經(jīng)美電壓RA4/TOCKI第4位ST通用輸入/輸出口，定時器0外部時鐘輸入口，漏極開路輸出R

29、A5/SS/AN4第5位TTL通用輸入/輸出口，模擬輸入口，同步串口從模式選擇輸入表4.2端口A相關(guān)寄存器地址名稱Bit7BIt6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0上電復(fù)位和帶電鎖定復(fù)位時的值其他復(fù)位時的值05HPOPTA一一RA5RA4RA3RA2RA1RA0-0X0000-0U000085HTRISA一一端口A方向寄存器-111111-1111119FHADCON1ADFM一一一PCFG3,PCFG2,PCFG1iPCFG0i-0-0000-0-0000表4.3ADCON1中PCFG3PCFG0作用PCFG3PCFG0AN7AN6AN5AN4AN3AN2AN1AN0VREF+

30、-VREF-RE2RE1RE0RA5RA3RA2RA1RA00000AAAAAAAAVDDVSS0001AAAAVREF+AAARA3VSS0010DDDAAAAAVDDVSS0011DDDAVREF+AAARA3VSS0100DDDDADAAVDDVSS0101DDDDVREF+DAAVDDVSS011XDDDDDDDDVDDVSS1000AAAAVREF+VREF-AARA3RA21001DDAAAAAAVDDVSS1010DDAAVREF+AAARA3VSS1011DDAAVREF+VREF-AARA3RA21100DDDAVREF+VREF-AARA3RA21101DDDDVREF+V

31、REF-AARA3RA21110DDDDDDDAVDDVSS1111DDDDVREF+VREF-DARA3RA22:PORT喇TRISB寄存器POTR%一個8位長度的雙向端口，相對應(yīng)的方向寄存器是TRISR設(shè)置TRISB相應(yīng)的值為1將使相對應(yīng)的PORT端口設(shè)置為輸入口，設(shè)置相應(yīng)的值為0將使相對應(yīng)的PORT端口設(shè)置為輸出口。PORTB®口中的三個端口RB3/PGMRB6/PGCRB7/PG/用為低電壓編程功能。端口B中的每一個引腳都有內(nèi)部的弱上拉電阻，由每一個控制位設(shè)定，即OPTION_REG存器中的第7位RBPU當(dāng)RBPU-=0寸打開所有的內(nèi)部弱上拉電阻。當(dāng)引腳配A為輸出時，自動關(guān)閉

32、所有上拉電阻。在電源上電復(fù)位時所有的弱上拉電阻被禁止。RB7RB4這四個引腳在電平變化時產(chǎn)生中斷，因此可以利用這個特點構(gòu)成電平變化中斷鍵盤。當(dāng)這些引腳配置成輸入引腳后，可以自動將鎖存器中的數(shù)值與當(dāng)前引腳電平數(shù)值進(jìn)行比較。若不一致，稱為“失配”，則會產(chǎn)生一個中斷，該中斷可將單片機(jī)從睡眠狀態(tài)中喚醒。任何一個中斷的產(chǎn)生都有一個中斷標(biāo)志位，電平變化中斷標(biāo)志位為RBIF,該位是中斷控制寄存器INTCON勺第0位。如果有中斷產(chǎn)生，標(biāo)志位RBIF=1,那么處理完中斷后將該位清零。在中斷程序中可以采用如下方法清除中斷：1）對PORTB勺任何讀或?qū)憽＿@將結(jié)束不一致的條件；2）清除標(biāo)志位RBIF失配的條件將會繼續(xù)

33、設(shè)置標(biāo)志位RBIF。t賣PORTB等結(jié)束失配的條件，并允許清除標(biāo)志位RBIF“電平變化中斷”推薦用于鍵盤喚醒操作和電平變化時的中斷操作。當(dāng)使用電平變化中斷時，不建議用PORT的詢。RB0/INT是一個外部中斷輸入引腳，使用INTED%：進(jìn)行配置，INTEDG是OPTION_REG存器的第6位表4.4端口B功能表引腳名稱位緩沖功能RB0/INT第0位TTL通用輸入/輸出口，或外部中斷輸入，內(nèi)部軟件可編程弱上拉電阻RB1第1位TTL通用輸入/輸出口，內(nèi)部軟件可編程弱上拉電阻RB2第2位TTL通用輸入/輸出口，內(nèi)部軟件可編程弱上拉電阻RB3/PGM第3位TTL通用輸入/輸出口，或LVP模式可編程引腳

34、，內(nèi)部軟件可編程弱上拉電阻RB4第4位TTL通用輸入/輸出口（電平變化中斷），內(nèi)部軟件可編程弱上拉電阻RB5第5位TTL通用輸入/輸出口，內(nèi)部軟件可編程弱上拉電阻RB6/PGC第6位TTL/ST通用輸入/輸出口（電平變化中斷）或在電路調(diào)試引腳，內(nèi)部軟件可編程弱上拉電阻和串行可編程時鐘RB7/PGD第7位TTL/ST通用輸入/輸出口（電平變化中斷）或在電路調(diào)試引腳，內(nèi)部軟件可編程弱上拉電阻和串行數(shù)據(jù)口。注：（1）當(dāng)為外部中斷時，該緩沖器為施密特觸發(fā)器（2）當(dāng)用于串行可編程模式時，該緩沖器為施密特觸發(fā)器表4.5端口B相關(guān)寄存器地址名稱Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0

35、電位帶鎖復(fù)時值上復(fù)和電定位的其他復(fù)位時的值06H,PORTBRB7RB6RB5RB4RB3RB2RB2RB0XXXXXUUUU3:PORTC口TRISC寄存器106HXXXUUUU86H,186HTRISB一一端口B方向寄存器111111111111111181H,181HOPTION_REGRBPUINTEDGTOCSTOSEPSAPS2PS1PS01111111111111111PORTd一個8位的雙向端口，相對應(yīng)的方向寄存器是TRISC設(shè)置TRISC相應(yīng)位為1將使該端口設(shè)置成輸入端口。將TRISC相應(yīng)位清零則將使該端口設(shè)置成輸出端口。PORTCf幾個外設(shè)的功能是復(fù)用的。PORTCI有施密

36、特觸發(fā)器輸入緩沖器。當(dāng)I2C模塊使能時，PORT®3、4引腳可以通過CKE&配置為標(biāo)準(zhǔn)的I2C電平和SMBUSI平。當(dāng)外設(shè)功能使能時，特別要注意PORTC勺方向寄存器TRISC的設(shè)置。某些外設(shè)忽略TRISC中相應(yīng)位將一個引腳設(shè)置為輸出引腳，而其他外設(shè)忽略TRISC中相應(yīng)位將一個引腳設(shè)置為輸入引腳。當(dāng)外設(shè)使能時，由于忽視TRISC中相應(yīng)位的影響，故而避免使用以TRISC為目標(biāo)的讀出一修改一寫入指令。表4.6端口B功能表表4.7端口C相關(guān)寄存器引腳名稱位緩沖功能RC0/T10S0/T1CK1第0位ST通用輸入/輸出口，或定時器/振揚(yáng)器輸出/定時器/時鐘輸入RC1/T1OSI/CC

37、P2第1位ST通用輸入/輸出口，或定時器/振揚(yáng)器輸入或capture2輸入/capture2輸出/PWM俞出RC2/CCP1第2位ST通用輸入/輸出口，或定時器/振揚(yáng)器輸入或capture1輸入/capture1輸出/PWM俞出RC3/SCK/SCL第3位ST通用輸入/輸出口，或作為SPI和I2C模式的同步串行時鐘RC4/SDI/SDA第4位ST通用輸入/輸出口，或同步串行數(shù)據(jù)輸入端口或I2C數(shù)據(jù)口RC5/SD0第5位ST通用輸入/輸出口，或同步串行數(shù)據(jù)輸出端口或I2C數(shù)據(jù)口RC6/TX/CX第6位ST通用輸入/輸出口，或USAR用步發(fā)送或同步時鐘RC7/RX/DT第7位ST通用輸入/輸出口，

38、或USAR用步接受或同步數(shù)據(jù)地址名稱Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0復(fù)帶定時電和鎖位直上位電復(fù)削其他復(fù)位時的值07HPORTCRC7RC6RC5RC4RC3RC2RC1RC0XXXXXXXX:UUUUUUUU87HTRISC端口C方向寄存器11111111111111114:PORTD口TRISDU存器POITD&是一個具有施密特觸發(fā)輸入緩沖器的8位端口，每個端口可以配置成輸入或者輸出弓唧。通過設(shè)置控制位PSPMOD地可以將PORTfflE置為8位寬的微處理器端口，在這種模式下，輸入緩沖器是TTL表4.8端口D功能表引腳名稱位緩沖功能RD0/PSP0第0

39、位ST/TTL通用/&入/輸出口或并行從端口第0位RD1/PSP1第1位ST/TTL通用/&入/輸出口或并行從端口第1位RD2/PSP2第2位ST/TTL通用/&入/輸出口或并行從端口第2位RD3/PSP3第3位ST/TTL通用/&入/輸出口或并行從端口第3位RD4/PSP4第4位ST/TTL通用/&入/輸出口或并行從端口第4位RD5/PSP5第5位ST/TTL通用/&入/輸出口或并行從端口第5位RD6/PSP6第6位ST/TTL通用/&入/輸出口或并行從端口第6位RD7/PSP7第7位ST/TTL通用/&入/輸出口或并行從端口第

40、7位表4.9端口D相關(guān)寄存器地址名稱Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0電位帶鎖復(fù)時值上復(fù)和電定位削其他復(fù)位時的值5:PORT即TRISE寄存器08HPORTDRD7RD6RD5RD4RD3RD2RD1RD0XXXXXXXXUUUUUUUU88HTRISD端口D方向寄存器111111111111111189HTRISEIBFDBFIBOVPSPMODE一POPT瞅據(jù)方向111PORT就口有3個弓I腳：RE0/RD/AN5RE1/WR/AN6口RE2/CS/AN7他們者B可以獨(dú)立地配置成輸入或輸出弓I腳。這些引腳都具有施密特觸發(fā)器輸入緩沖器

41、。當(dāng)控制位PSPMODE位時，PORT變成微處理器端口的控制輸入。在這種模式下，用戶必須確保TRISE寄存器的第26位被置位（引腳配置成數(shù)字輸入），并通過ADCON1存器將PORTEf已置為數(shù)字I/O口。表4.10端口E寄存器地址名稱RRR/WR/WUR/WR/WR/W89HTRTSEIBFOBFIBOVPAPMODE一Bit2Bit1Bit0TRISE寄存器各位含義：IBF輸入緩沖器滿狀態(tài)位1二接受到一個字等待CPU賣取0=沒有接收到字OBF輸出緩沖器滿狀態(tài)位1二輸出緩沖器仍然保持以前寫的字0二輸出緩沖器已經(jīng)讀取IBOV輸入緩沖器溢出檢測位1二當(dāng)以前寫的字還沒有讀取時發(fā)生寫溢出0二沒有溢出發(fā)生PSPMOD”行從端口模式選擇位1二并行從端口模式0=通常I/O模式一未占用，讀作0Bit2引腳RE2/CS/AN7勺方向控制位1二輸入引腳0二輸出引腳Bit1弓I腳RE1/WR/AN6勺方向控制位1二輸入引腳0二輸出引腳Bit0弓唧RE0/RD/AN5勺方向控制位1二輸入引腳0二輸出引腳4.2.3PIC16F877單片機(jī)存儲器概述PIC16F877單片機(jī)內(nèi)部配置了較完善的多個存儲器，可分為數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器兩種，為一般用戶提供了很大的方便。但在形式上，他們具有很豐富的內(nèi)涵1：程序存儲器PIC16F877單片機(jī)內(nèi)部配置了8Kx14位的Flash程序存儲器，可以很方便的進(jìn)行在線擦除和燒寫