(带图纸和文档）田老师的pic单片机教案单片机资料
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(带图纸和文档）田老师的pic单片机教案单片机资料,图纸,以及,文档,老师,pic,单片机,教案,资料
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第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 第一章 单片机结构原理第一章 单片机结构原理 1.1单片机概述 1.2 PIC单片机基本结构及信号引脚 1.3常用存储器 1.4 时钟电路与时序 1.5复位、唤醒与看门狗功能 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.1 单片机概述 微型计算机微型计算机是一种以电子器件为基础，可以接受 输入信息，并能够对各种输入的数字化信息进行算术 和逻辑运算，最后产生输出的电子设备。 是一种以电子器件为基础，可以接受 输入信息，并能够对各种输入的数字化信息进行算术 和逻辑运算，最后产生输出的电子设备。 微型计算机微型计算机既有快速运算能力，又有极强逻辑判 断能力和大容量存储功能，它是 既有快速运算能力，又有极强逻辑判 断能力和大容量存储功能，它是20世纪人类最卓越的 科学发明之一。 世纪人类最卓越的 科学发明之一。 单片微型计算机单片微型计算机就是将就是将CPU、RAM、ROM、定 时 、定 时/计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的 微型计算机。 计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的 微型计算机。 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.1 单片机概述 单片机的应用单片机的应用 （1）单片机在仪器仪表中的应用（1）单片机在仪器仪表中的应用 （2）单片机在机电一体化中的应用）单片机在机电一体化中的应用 （3）单片机在智能接口和多机系统中的应用）单片机在智能接口和多机系统中的应用 （4）单片机在生活中的应用）单片机在生活中的应用 （5）微处理功能）微处理功能 （6）通讯）通讯 （7）军事（7）军事 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.1 单片机概述 1.1.1二进制数和编码二进制数和编码 一、计算机中的二进制一、计算机中的二进制 二进制的优点：二进制的优点：（1）简单可行。（1）简单可行。 （2）运算规则简单。（2）运算规则简单。 （3）适合逻辑运算。（3）适合逻辑运算。 二进制主要法则： 0+0=01+0=1 0+1=1 1+1=10 0*0=0 1*0=0 0*1=0 1*1=1 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.1 单片机概述 1、二进制转换成十进制 一个十进制数是以10的位权关系来转化的， 同理一个二进制数是以2的位权关系来转化的。 （1010）2=123+022+121+020 =8+0+2+0=（10）10 2、十进制转化成二进制 采取除以2取余数。采取除以2取余数。 2 2 6 余 0 （最低位） 2 1 3 余 1 2 6 余 0 2 3 余 1 2 1 余 1 （最低高） 0 取值顺序 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.1 单片机概述 3、十六进制3、十六进制 在计算机程序除了使用二进制表示数字之外，十六进 制数，也经常用到。在这种进制中，每一位数字表 示十六的幂数。 在计算机程序除了使用二进制表示数字之外，十六进 制数，也经常用到。在这种进制中，每一位数字表 示十六的幂数。 16个数字字符，016个数字字符，09，A ,B ,C ,D ,E ,F。9，A ,B ,C ,D ,E ,F。 4、二进制转换成十六进制4、二进制转换成十六进制 按4位进行分组，每组对应一个十六进制数：按4位进行分组，每组对应一个十六进制数： ( 0110 1110 1101 0101)2= ( 6 E D 5 ) 16 6 E D 5 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.1 单片机概述 二、计算机中的字符编码二、计算机中的字符编码 信息编码是对输入到计算机中的各种非数值型 数据用二进制数进行编码的方式。常用的编码方式 有以下几种： 信息编码是对输入到计算机中的各种非数值型 数据用二进制数进行编码的方式。常用的编码方式 有以下几种： 1、 二1、 二十进制编码十进制编码 二二十进制编码也称为BCD码。这是一种用4位 二进制数来表示一位十进制数的编码方式。它貌似 二进制，实为十进制。这种编码形式比较便于人们 的识别和转换，可以简化人机联系。 十进制编码也称为BCD码。这是一种用4位 二进制数来表示一位十进制数的编码方式。它貌似 二进制，实为十进制。这种编码形式比较便于人们 的识别和转换，可以简化人机联系。 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.1 单片机概述 2、ASCII码2、ASCII码 计算机最常用的字符编码是 ASCII码。 ASCII码用7位二进制代码来表示，共有128个 字符，其中34个控制符，94个可见字符。 计算机最常用的字符编码是 ASCII码。 ASCII码用7位二进制代码来表示，共有128个 字符，其中34个控制符，94个可见字符。 ASCII码的最高位用做奇偶校验位，用 来检验代码在传输过程种是否出现错误。 ASCII码的两个次高位主要用来表示控制字符 ASCII码的最高位用做奇偶校验位，用 来检验代码在传输过程种是否出现错误。 ASCII码的两个次高位主要用来表示控制字符。 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.1 单片机概述 1.1.2单片机工作原理简述 1.单片机的工作特点 （1）存储器ROM和RAM的相互独立 （2）采用面向控制的指令系统 （3）输入/输出端口的强大功能 （4）品种系列化 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.1 单片机概述 2、单片微型计算机系统的组成2、单片微型计算机系统的组成 单片微型计算机系统的组成与通用计算机 的组成基本相同，都是由硬件系统和软件系 统构成。 单片微型计算机系统的组成与通用计算机 的组成基本相同，都是由硬件系统和软件系 统构成。 硬件（Hardware）：硬件（Hardware）：是构成单片机的所有实 体部件，好比是人的躯体。它分为五大功能 部件，即运算器、控制器、存储器 （Memory）、输入（Input）设备和输出 （Output）设备。 是构成单片机的所有实 体部件，好比是人的躯体。它分为五大功能 部件，即运算器、控制器、存储器 （Memory）、输入（Input）设备和输出 （Output）设备。 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.1 单片机概述 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.1 单片机概述 1.1.3 PIC单片机的主要特点 1 哈佛总线结构 2 流水线结构运行速度快 3 寻址方式简单寻址空间独立 4 精简指令RISC技术 5 低功耗和负载的能力强 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.2 PIC单片机基本结构及信号引脚 1.2.1 PIC单片机内部基本结构 1PIC16F87X系列单片机的分类 PIC16F87X系列单片机是PIC大家庭中的一个分 支，包括：16F870、16F871、16F872、16F873、 16F874、16F876和16F877。其中1998年推出的是 16F873、16F874、16F876和16F877；1999年推出的是 16F870、16F871、和16F872。 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.2 PIC单片机基本结构及信号引脚 1.2.1 PIC单片机内部基本结构 2PIC16F87X系列单片机概述 PIC16F87X系列单片机是一种具有FLASH程序存 储器的8位COMS单片机，品种有28引脚采用双列直 插和表面封装的16F870、16F872、16F873、和 16F876 四种型号及40引脚采用双列直插和表面封装 等3种封装形式的16F871、16F874、16F877。它们 属于PIC单片机系列的中级产品，可以满足不同的 应用要求。 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 表1-1 PIC16F87X系列单片机功能配置 型号 功能 PIC16 F870 PIC16F8 71 PIC16 F872 PIC16 F873 PIC16F8 74 PIC16 F876 PIC16F8 77 工作频率DC-20DC-20DC-20DC-20DC-20DC-20DC-20 Flash存储 器/B 2K1 4 2K14 2K1 4 4K1 4 4K14 8K1 4 8K14 RAM/B128128128192192368368 EEPROM/B646464128128256256 中断/个10111013141314 I/O端口 A、B、 C A、B、C、 D、E A、B、 C A、B、 C A、B、C、 D、E A、B、 C A、B、C、 D、E 定时器/个3333333 A/D转换通 道/个 5855858 CCP模块/ 个 1112222 串行通讯 模块 USARTUSART无USARTUSARTUSARTUSART 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.2 PIC单片机基本结构及信号引脚 1.2.1 PIC单片机内部基本结构 3PIC16F87X系列单片机的内部结构 PIC16F87X系列单片机是一种高速、低功耗、功能齐全的微 处理芯片，内部含有 系列单片机是一种高速、低功耗、功能齐全的微 处理芯片，内部含有FLASH ROM、RAM、EEPROM、I/O端 口、 端 口、A/D转换器、捕捉器转换器、捕捉器/比较器比较器/PWM、串行通信端口、定时 器 、串行通信端口、定时 器/计数器、中断控制器和中央处理器。它的结构基于文件寄存 器的概念，数据总线、数据存储器总线和程序存储器总线。其 中数据总线和数据存储器总线是 计数器、中断控制器和中央处理器。它的结构基于文件寄存 器的概念，数据总线、数据存储器总线和程序存储器总线。其 中数据总线和数据存储器总线是8位宽，程序存储器总线是位宽，程序存储器总线是14位 宽。集成于片内的数据存储器通过片内的 位 宽。集成于片内的数据存储器通过片内的8位总线与算术逻辑单 元 位总线与算术逻辑单 元ALU连接，可以直接通过内部总线传送信息，以寄存器方式 工作和寻址。 连接，可以直接通过内部总线传送信息，以寄存器方式 工作和寻址。 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.2 PIC单片机基本结构及信号引脚 1.2.2 PIC单片机基本信号引脚 PIC16F87X系列单片机 的引脚分为两种：一种 为40脚（包括 871，874， 877这三种），如图1-3 所示；另一种为28脚 （包括 870，872，873， 876这四种） 系列单片机 的引脚分为两种：一种 为40脚（包括 871，874， 877这三种），如图1-3 所示；另一种为28脚 （包括 870，872，873， 876这四种） 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.2 PIC单片机基本结构及信号引脚 1.2.2 PIC单片机基本信号引脚 1、电源和地线引脚、电源和地线引脚 2、时钟振荡器输入、时钟振荡器输入/输 出引脚 输 出引脚 3、复位信号和编程输 入引脚 、复位信号和编程输 入引脚 4、输入、输入/输出端口和第 二、第三功能引脚 输出端口和第 二、第三功能引脚 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.3常用存储器 PIC16F877单片机存储器构架 : 8K l4位FLASH程序存储器 5128位数据存储器RAM 2568位可掉电保护数据的EEPROM存储器模块 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.3常用存储器 1.3.1 数据寄存器 存储器是单片机中一个 非常重要的部件，专门 用于存放指令、数据和 运算结果。存储器从使 用功能上来分，可分为 随机存储器 存储器是单片机中一个 非常重要的部件，专门 用于存放指令、数据和 运算结果。存储器从使 用功能上来分，可分为 随机存储器RAM （Random Access Memory）和只读存储 器 ）和只读存储 器ROM（Read Only Memory）两类。）两类。 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.3常用存储器 1.3.1 数据寄存器 存储区的选择由状态寄存器STATUS的第六位RP1和第五位RP0决定。 RP1：RP0 区域寄存器地址 0 0 区0：000H 07FH 0 1 区1：080H 0FFH 1 0 区2：100H l7FH 1 1 区3：180H lFFH 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.3常用存储器 1.3.2 程序存储器 PIC16F87X单片机内部配置了 8Kl4位的闪速（ 87X单片机内部配置了 8Kl4位的闪速（FLASH）程 序存储器，可以很方便进行在 线擦除和烧写，寿命可达1000 次以上。 ）程 序存储器，可以很方便进行在 线擦除和烧写，寿命可达1000 次以上。 PIC16F87X程序存储器具有 13位宽的程序计数器 87X程序存储器具有 13位宽的程序计数器PC。PC指 针所产生的13位地址最大可寻 址的程序存储器空间为8K，相 应的地址编码范围为0000H 。PC指 针所产生的13位地址最大可寻 址的程序存储器空间为8K，相 应的地址编码范围为0000H lFFFH。FFFH。 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.3常用存储器 1.3.2 程序存储器 为了对程序存储器进行 有效管理和使用，一般将 为了对程序存储器进行 有效管理和使用，一般将 PIC单片机的程序存储器 分成几个页面，如图所示 单片机的程序存储器 分成几个页面，如图所示. 分别用分别用“页页0”、“页页1”等表 示。 等表 示。 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.3常用存储器 1.3.2 程序存储器 程序计数器高8位PCLATH的Bit4-Bit3位构成程序存储器分页 的选择位，对应的地址空间如下： 程序计数器高8位PCLATH的Bit4-Bit3位构成程序存储器分页 的选择位，对应的地址空间如下： PCLATH Bit4：Bit3：PCLATH Bit4：Bit3： 0 0 页0：0000H 07FFH0 0 页0：0000H 07FFH 0 1 页l：0800H 0FFFH0 1 页l：0800H 0FFFH 1 0 页2：1000H 17FFH1 0 页2：1000H 17FFH 1 1 页3：1800H 1FFFH1 1 页3：1800H 1FFFH 程序存储器中有2个单元地址比较特殊，除了具备同其他 单元地址一样的普通用途外，还具有专门用途：0000H：用作 单片机系统的复位矢量；0004H：用作系统特殊模块的中断矢 量。 程序存储器中有2个单元地址比较特殊，除了具备同其他 单元地址一样的普通用途外，还具有专门用途：0000H：用作 单片机系统的复位矢量；0004H：用作系统特殊模块的中断矢 量。 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.3常用存储器 1.3.3专用寄存器SFR 1. 间接寻址寄存器INDF和FSR寄存器 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.3常用存储器 1.3.3专用寄存器SFR 2. 程序状态寄存器STATUS； 表1-9 状态寄存器STATUS的各位功能标志 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 IPR RP1 RP0 TO PD Z DC C 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 程序状态寄存器STATUS 0: 执行加法（或减法）指令时，如果 最高位无进位（或借位）； 1：执行加法（或减法）指令时，如果 最高位有进位（或借位）。 0： 执行加法（或减法）指令时，如 果低4位向高4位无进位（或借位）； 1：执行加法（或减法）指令时，如果 低4位向高4位有进位（或借位）。 0： 算术或逻辑运算结果不为0； 1： 算术或逻辑运算结果为全0。 0： 选择数据存储器低位区：即区0（FSR的 BIT7=0）或区1（FSR的BIT7=1）； 1：选择数据存储器高位区：即区2（FSR的 BIT7=0）或区3（FSR的BIT7=1）。 RP1、RP0 = 0 0 选中区0 RP1、RP0 = 0 1 选中区1 RP1、RP0 = 1 0 选中区2 RP1、RP0 = 1 1 选中区3 B7B6B5B4B3B2B1B0 IPRPR1RP0TOPDZDCC 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.3常用存储器 1.3.3专用寄存器SFR 3程序计数器（PCL、PCLATH） 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.3常用存储器 1.3.3专用寄存器SFR 4.端口寄存器PORTA-PORTE PIC16F877单片机有5个端口RA、RB、RC、RD和 RE，用于CPU与外界设备交换信息。与这5个端口 对应的是地址位于“区0”的5个端口寄存器，它们 分别是PORTA、PORTB、PORTC、PORTD和 PORTE，CPU与外界交换的信息在这些寄存器中 暂存。 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.3常用存储器 1.3.3专用寄存器SFR 5.选择寄存器（OPTION-REG） 选择寄存器（选择寄存器（OPTION-REG）是一个可读）是一个可读/写的写的8位寄存器 它的功能是用于配置 位寄存器 它的功能是用于配置TMR0/WDT预定标器、外部预定标器、外部INT中断、中断、 TMR0和端口和端口B的弱上拉等。的弱上拉等。 R/W-1 R/W-1 R/W-1 R/W-1 R/W-1 R/W-1 R/W-1 R/W-1 RBPU INTEDG T0CS T0SE PSA PS2 PS1 PS0 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 选择寄存器（OPTION-REG） 0： 由内部提供的指令周期信号 作为定时器TMR0时钟源。 1： 由T0CKI外部引部脚输入的 脉冲信号作为计数器TMR0时钟源 。 0： 外部时钟T0CKI上升沿触发 TMR0递增； 1： 外部时钟T0CKI下降沿触发 TMR0递增。 1:屏蔽端口B上拉电阻设置；0:允 许端口B上拉电阻设置，是否设置 还要依据各位的锁存的值。 TMR0比率WDT比率PS2 PS1 PS0 1:2 1:1 000 1:4 1:2 001 1:8 1:4 010 1:16 1:8 011 1:32 1:16 100 1:64 1:32 101 1:128 1:64 110 1:256 1:128 111 0： 分频器分配给TMR0； 1： 分频器分配给WDT。 0：外中断RB0/INT选择上升 沿触发； 1：外中断RB0/INT选择下降 沿触发。 B7B6B5B4B3B2B1B0 RBPUINTEDGTOCSTOSEPCFG3PCFG2PCFG1PCFG0 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.3常用存储器 1.3.3专用寄存器SFR 6.电源控制寄存器（PCON） 电源控制寄存器（PCON）是一个8位寄存器，但只有两位有效， 其余未用。 POR（B1）：上电复位状态位.当B1=1，表示上 电复位没有发生；当B1=0，表示发生了上电复位。当发生 了上电复位后，必须用软件使B1置位。 BOR（B0）：掉电复位状态位.当B0=1，表示没有发生掉电复位 现象；当B0=0，表现发生了掉电复位。当发生了掉电复位 后，必须用软件使B0置位。 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 电源控制寄存器（PCON） 1 ： 表 示 上 电 复 位 没 有 发 生 ； 0：表示发生了上电复位后，必须用软件使B1置位 。 1：表示没有发生掉电复位现象； 0：表示发生了掉电复位，当发生了掉电复位后，必须用软 件使B0置位。 未用 B7B6B5B4B3B2B1B0 PORBOR 第一章PIC系列单片机结构原理第一章PIC系列单片机结构原理 1.4 时钟电路与时序 1.4.1振荡电路与时钟信号 单片机中的振荡器是为CPU提供定时信号的。工作方式: （1
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