PIC單片機(jī)原理及應(yīng)用.ppt

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1、2020/7/25,1,PIC單片機(jī)原理及應(yīng)用,2005.12,2020/7/25,2,內(nèi)容提要,單片機(jī)概述 PIC單片機(jī)的特色 PIC單片機(jī)的程序設(shè)計(jì),2020/7/25,3,單片機(jī)概述,單片機(jī)正名為：微控制器 MCU ，MicroController Unit,據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，2001世界單片機(jī)年產(chǎn)量7高于70億片，中國(guó)大陸的單片機(jī)年需求量約6億片，每年16%的速度增長(zhǎng) ；2002年僅8位單片機(jī)銷售額高達(dá)45億美元；預(yù)計(jì)2004年和2006年8位單片機(jī)的銷售額分別達(dá)到54億和60億美元。 一輛 RMW 7 系列寶馬轎車中嵌入了63片單片機(jī)。 MOTOROLA公司估計(jì)到2010年平均每人每天

2、接觸到多達(dá)351片甚至更多的單片機(jī)。,2020/7/25,4,單片機(jī)概述,何為單片機(jī)：,將CPU、RAM、ROM、I/O等集成在一塊集成電路芯片上。 單片機(jī)具有性能高、速度快、體積小、價(jià)格低穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛、通用性強(qiáng)等突出優(yōu)點(diǎn)。,輸入設(shè)備,輸出設(shè)備,運(yùn)算器,控制器,存儲(chǔ)器,微型計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu),CPU,ROM,RAM,I/O,一般單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu),總 線,2020/7/25,5,單片機(jī)概述,“凡能想到的地方，單片機(jī)都可以用得上”,電信 家用電器 計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備 辦公自動(dòng)化 工業(yè)控制,遙控彩電電路方塊圖,商用電子 玩具 儀器儀表 汽車電子 軍用電子 ,紅外接收頭,遙控器,單 片 機(jī),射頻、視頻 音

3、頻、電源 傳統(tǒng)功能電路,2020/7/25,6,單片機(jī)概述,硬件結(jié)構(gòu)上和指令設(shè)置上的獨(dú)特之處,存儲(chǔ)器 ROM 和 RAM 嚴(yán)格分工； 采用面向控制的指令系統(tǒng)； 輸入輸出（I/O）端口引腳通常設(shè)計(jì)有多種功能； 品種規(guī)格的系列化； 單片機(jī)的硬件功能具有廣泛的通用性。,2020/7/25,7,PIC 單片機(jī)的特色,哈佛總線結(jié)構(gòu),PIC 系列單片機(jī)代表著單片機(jī)發(fā)展的新動(dòng)向,CPU,ROM,RAM,I/O,普通單片機(jī)內(nèi)部（馮.諾伊曼）結(jié)構(gòu),總 線,8,8,8b,8b,ROM,CPU,RAM,I/O,PIC單片機(jī)內(nèi)部（哈佛）結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)總線,8b,12b16b,8,取指 執(zhí)行,取指 執(zhí)行,取指 執(zhí)行,取指

4、執(zhí)行 ； 取指 執(zhí)行 ,RISC：,CISC：,2020/7/25,8,PIC 單片機(jī)的特色,指令單字節(jié)化,PIC 系列單片機(jī)代表著單片機(jī)發(fā)展的新動(dòng)向,數(shù)據(jù)總線和指令總線分離，ROM和RAM尋址空間互相獨(dú)立，寬度不同。 確保數(shù)據(jù)安全性、提高運(yùn)行速度和實(shí)現(xiàn)全部指令單字節(jié)化。 MCS-51系列ROM和RAM都是8位，指令長(zhǎng)度13字節(jié)，長(zhǎng)短不一！ PIC12C50X/PIC16C5X 系列單片機(jī)的指令字節(jié)為12位； PIC16C6X/7X / 8X 系列單片機(jī)的指令字節(jié)為14位； PIC17CXX 系列單片機(jī)的指令字節(jié)為16位；,2020/7/25,9,PIC 單片機(jī)的特色,精簡(jiǎn)指令集（RISC）技

5、術(shù),PIC 系列單片機(jī)代表著單片機(jī)發(fā)展的新動(dòng)向,PIC系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)只有35條指令，常用約20條 好學(xué)、易用；絕大多數(shù)為單周期指令，執(zhí)行速度快！ MCS-51系列單片機(jī)指令系統(tǒng)有111條指令！,2020/7/25,10,PIC 單片機(jī)的特色,尋址方式簡(jiǎn)單,PIC 系列單片機(jī)代表著單片機(jī)發(fā)展的新動(dòng)向,PIC系列單片機(jī)只有4種尋址方式 寄存器間接尋址、立即數(shù)尋址、直接尋址和位尋址 MCS-51 系列單片機(jī)則有7種尋址方式！,2020/7/25,11,PIC 單片機(jī)的特色,代碼壓縮率高,PIC 系列單片機(jī)代表著單片機(jī)發(fā)展的新動(dòng)向,1K字節(jié)的存儲(chǔ)器空間 PIC系列單片機(jī)能夠存放1024條指令 M

6、CS-51 系列單片機(jī)大約只能存放600條指令,相對(duì)代碼大小,1.00,1.29,2.10,2.24,1.51,1.55,MCC,PIC,COP800,ST82,68HC05,8051,Z86,典型單片機(jī)代碼緊湊性比較圖,2020/7/25,12,PIC 單片機(jī)的特色,運(yùn)行速度高,PIC 系列單片機(jī)代表著單片機(jī)發(fā)展的新動(dòng)向,采用哈佛的總線結(jié)構(gòu)，指令的讀取和執(zhí)行采用流水作業(yè)方式！ PIC17CXX是目前世界上速度最快的品種之一,相對(duì)執(zhí)行速度,1.00,0.108,0.046,0.136,0.212,0.30,Fastest,PIC,COP800,ST82,68HC05,8051,Z86,典型單片

7、機(jī)運(yùn)行速度比較圖,20MHz,20MHz,20MHz,8MHz,4.2MHz,12MHz,2020/7/25,13,PIC 單片機(jī)的特色,功耗低,PIC 系列單片機(jī)代表著單片機(jī)發(fā)展的新動(dòng)向,PIC單片機(jī)是世界上功耗最低的單片機(jī)品種之一 在4MHz時(shí)鐘下工作時(shí)耗電不超過2mA，在睡眠模式下耗電可以低到1A 以下。,2020/7/25,14,PIC 單片機(jī)的特色,驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng),PIC 系列單片機(jī)代表著單片機(jī)發(fā)展的新動(dòng)向,I/O端口驅(qū)動(dòng)負(fù)載強(qiáng)，每個(gè)I/O引腳吸入和輸出電流的最大值可分別達(dá)到25mA和20mA，能夠直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管LED、光電耦合器或者微型繼電器等。,2020/7/25,15,PIC

8、單片機(jī)的特色,I2 和 SPI 串行總線端口,PIC 系列單片機(jī)代表著單片機(jī)發(fā)展的新動(dòng)向,I2（Inter IC Bus）和 SPI（ Seril Peripheral Interface）是在芯片之間實(shí)現(xiàn)同步串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)。方便靈活的擴(kuò)展外圍器件，大大簡(jiǎn)化單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，極易形成產(chǎn)品電路的模塊化結(jié)構(gòu)。 大屏幕彩電中都引入了I2技術(shù)。,2020/7/25,16,PIC 單片機(jī)的特色,尋址空間設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,PIC 系列單片機(jī)代表著單片機(jī)發(fā)展的新動(dòng)向,PIC系列單片機(jī)的程序、堆棧、數(shù)據(jù)三者各自采用互相獨(dú)立的尋址（或地址編碼）空間； 而且程序、堆棧的地址安排不需要用戶操心。,2020/7/25

9、,17,PIC 單片機(jī)的特色,外接電路簡(jiǎn)潔,PIC 系列單片機(jī)代表著單片機(jī)發(fā)展的新動(dòng)向,PIC系列單片機(jī)片內(nèi)集成了上電復(fù)位電路、I/O引腳上拉電路、看門狗定時(shí)器等，可以最大程度的減少或免用外接器件，以便實(shí)現(xiàn)“純單片”應(yīng)用。,2020/7/25,18,PIC 單片機(jī)的特色,開發(fā)方便,PIC 系列單片機(jī)代表著單片機(jī)發(fā)展的新動(dòng)向,微芯片公司研制了多種版本的軟件仿真器和軟件綜合集成開發(fā)環(huán)境（MPLABIDE），對(duì)于PIC系列中任一款單片機(jī)的開發(fā)，都可以借助于一套免費(fèi)的軟件綜合開發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)程序編程和模擬仿真。 各檔次的硬件仿真器和程序燒寫器（或稱編程器），價(jià)格在500元 2000元不等。,2020/7

10、/25,19,PIC 單片機(jī)的特色,C語言編程,PIC 系列單片機(jī)代表著單片機(jī)發(fā)展的新動(dòng)向,對(duì)于掌握了C語言的用戶，微芯片公司還提供了C語言編譯程序，使用C語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，可以大大提高工作效率,2020/7/25,20,PIC 單片機(jī)的特色,品種豐富高級(jí)、中級(jí)、基礎(chǔ)級(jí),PIC 系列單片機(jī)代表著單片機(jī)發(fā)展的新動(dòng)向,PIC系列單片機(jī)目前已形成多個(gè)層次、數(shù)百個(gè)型號(hào)。片內(nèi)功能從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，封裝形式從8腳到64腳，可以滿足各種不同的應(yīng)用需求。 也就是說，PIC最大的特點(diǎn)是不搞單純的功能堆積，而是從實(shí)際出發(fā)，重視產(chǎn)品的性能與價(jià)格比，靠發(fā)展多種型號(hào)來滿足不同層次的應(yīng)用要求。 比如，一個(gè)摩托車的點(diǎn)火器需要一

11、個(gè)I/O較少、RAM及程序存儲(chǔ)空間不大、可靠性較高的小型單片機(jī)，若采用40腳且功能強(qiáng)大的單片機(jī)，投資大不說，使用起來也不方便。PIC12C508單片機(jī)僅有8個(gè)引腳，是世界上最小的單片機(jī)。,2020/7/25,21,PIC 單片機(jī)的特色,品種豐富高級(jí),PIC 系列單片機(jī)代表著單片機(jī)發(fā)展的新動(dòng)向,2020/7/25,22,PIC 單片機(jī)的特色,品種豐富中級(jí),PIC 系列單片機(jī)代表著單片機(jī)發(fā)展的新動(dòng)向,2020/7/25,23,PIC 單片機(jī)的特色,品種豐富基礎(chǔ)級(jí),PIC 系列單片機(jī)代表著單片機(jī)發(fā)展的新動(dòng)向,2020/7/25,24,PIC 單片機(jī)的特色,程序存儲(chǔ)器版本齊全,PIC 系列單片機(jī)代表著

12、單片機(jī)發(fā)展的新動(dòng)向,帶窗口的EPROM和帶FLASH芯片，適合程序反復(fù)修改的開發(fā)階段； 一次編程（OPT）的EPROM芯片，適合于小批量試生產(chǎn)和快速上市的階段； ROM掩模型芯片，適合大批量定型產(chǎn)品的規(guī)?；a(chǎn)。,2020/7/25,25,PIC 單片機(jī)的特色,可靠性和程序的保密性,PIC 系列單片機(jī)代表著單片機(jī)發(fā)展的新動(dòng)向,自帶看門狗定時(shí)器，可以用來提高程序運(yùn)行的可靠性 徹底的保密性。PIC以保密熔絲來保護(hù)代碼，用戶在燒入代碼后熔斷熔絲，別人再也無法讀出，除非恢復(fù)熔絲。目前，PIC采用熔絲深埋工藝，恢復(fù)熔絲的可能性極小。,2020/7/25,26,8引腳閃存8位CMOS單片機(jī)PIC12F62

13、9/675性能概述,僅35條指令；除跳轉(zhuǎn)指令外都為單周期； DC20MHz時(shí)鐘；DC200ns指令周期 32KHz時(shí)工作電流典型值8.5uA;待機(jī)nA級(jí)； 高精度內(nèi)部 4MHz 1% 振蕩器； 電壓3.0V時(shí)，將CPU從休眠模式喚醒需要5us； 寬工作電壓范圍；有擴(kuò)展級(jí)溫度范圍； POR、PWRT、OST、BOD、WOT、MCLR； 引腳電平變化觸發(fā)中斷；獨(dú)立可編程弱上拉； 耐久性閃存/EEPROM存儲(chǔ)單元；達(dá)10萬次； 6個(gè)雙向I/O；675有10位A/D；雙定時(shí)器 ,2020/7/25,27,PIC12F629/675系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,PIC12F629/675簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)框圖,PORT,F

14、lash程序 存儲(chǔ)器 1K * 14,RAM 寄存器 64*8,8級(jí)堆棧13位,定時(shí)器0,定時(shí)器1,A/D轉(zhuǎn)換器,上電延時(shí)定時(shí)器 振蕩器啟動(dòng)延時(shí) 上電復(fù)位 看們狗定時(shí)器 掉電復(fù)位 監(jiān)視定時(shí)器,指令譯碼與控制,時(shí)鐘發(fā)生器,FSR寄存器,狀態(tài)寄存器,W 寄存器,運(yùn)算單元,指令寄存器,EEPROM 128字節(jié),T1G T1CKI T0CKI,GP0/AN0/CIN+ GP1/AN1/CIN-VREF GP2/AN2/T0CK/INT/COUT GP3/MCLR/VPP GP4/AN3/T1G/OSC2/CLKOUT GP5/T1CKI/OSC1/CLKIN,程序計(jì)數(shù)器PC,內(nèi)部4MHz振蕩器,AN0

15、 AN1 AN2 AN3,比 較 器 參考電壓,CIN- CIN+ COUT,2020/7/25,28,PIC12F629/675系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,PIC12F629/675時(shí)鐘和指令周期時(shí)序,OSC1,Q1,Q2,Q3,Q4,PC,取指（PC）,執(zhí)行（PC-1）,取指（PC+1）,執(zhí)行（PC）,取指（PC+2）,執(zhí)行（PC+1）,2020/7/25,29,PIC12F629/675系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,PIC12F629/675程序存儲(chǔ)器組織結(jié)構(gòu),CALL, RETURN RETFIE, RETLW,PC （12：0）,13,用戶存儲(chǔ)器空間,0000h,0004h,0005h,03FFh,0

16、400h,1FFFh,2020/7/25,30,PIC12F629/675系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,PIC12F629/675數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器組織結(jié)構(gòu),00,01,02,03,20,1F,7F,寄存器地址,80,81,82,83,A0,9F,FF,寄存器地址,BF,C0,Bank 0,Bank 1,專用寄存器,專用寄存器,2020/7/25,31,PIC12F629/675系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,PIC12F629/675 I/O 端口:GPIO 和 TRISO 寄存器,TRISO：定義GPIO 引腳是輸入還是輸出。 1 輸入 0 輸出,CLRF GPIO；初始化 GPIO BCF STATUS，PRO；選中

17、Bank0 MOVLW 07h；置GP為數(shù)字IO MOVWF CMCON; BSF STATUS，PRO；選中Bank1 CLRF ANSEL；引腳定義為數(shù)字 MOVLW B00001100；置數(shù)據(jù)方向初始化值 MOVWF TRISO；置GP為輸入 ；置RA為；輸出,GPIO 的初始化程序：,2020/7/25,32,PIC12F629/675系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,GPIO 相關(guān)寄存器匯總,05hGPIO 寄存器，用于讀寫6個(gè)端口的數(shù)據(jù)； 0Bh/8Bh INTCON 中斷控制寄存器，設(shè)置中斷類型等； 19hCMCON 比較器控制寄存器，設(shè)置比較器工作方式； 81hOPTION-REG 選項(xiàng)寄存

18、器，各種控制位配置； 85hTRISIO GPIO的方向三態(tài)寄存器，定義引腳輸入還是輸出； 95hWPU 弱上拉寄存器，設(shè)置GP是否弱上拉使能； 96hIOC 引腳電平變化中斷寄存器，設(shè)置IOC觸發(fā)中斷使能； 9FhANSEL 模擬選擇寄存器，設(shè)置引腳為I/O或A/D及A/D時(shí)鐘；,2020/7/25,33,PIC12F629/675系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,TIMER0 定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器,主要特點(diǎn)： 8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；可讀寫； 8位軟件可編程預(yù)分頻器；內(nèi)部或外部時(shí)鐘選擇； FFh到00h的溢出中斷；外部時(shí)鐘的邊沿選擇。,工作方式設(shè)置： 清零T0CS位（OPTION-REG）定時(shí)器模式； 置未T

19、0CS位（OPTION-REG）計(jì)數(shù)器模式；,TIMER0相關(guān)寄存器：TMR0、INTCON、OPTION-REG、TRISIO。,2020/7/25,34,PIC12F629/675系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,TIMER1 16位 定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器,Bit 6 1=使能啟動(dòng)TIMER1；0=忽略此位； Bit 預(yù)分頻選擇 00=1:1、01=1:2、10=1:4、11=1:8； Bit 3置位使能LP振蕩器；（INTOSC處于激活狀態(tài)） Bit 2 1=與外部時(shí)鐘輸入不同步，0=同步；（TMR1CS=0） Bit 1 時(shí)鐘源選擇 1=來自T1OSO/T1CKI引腳；0=內(nèi)部時(shí)鐘（Fosc/4)；

20、Bit 0 TIMER1啟動(dòng)控制 1=使能TIMER1，0=停止TIMER1；,T1CONTIMER1控制寄存器 （地址：10h）,Bit 0,Bit 7,2020/7/25,35,PIC12F629/675系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,TIMER1 16位 定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器,工作方式：帶預(yù)分頻16位定時(shí)器；16位同步計(jì)數(shù)器或異步計(jì)數(shù)器； 中斷：計(jì)滿回零（從FFFFh返回到0000h）時(shí)產(chǎn)生中斷; 預(yù)分頻：1、2、4、8的分頻由T1CON設(shè)置，但通過寫如 TMER1H或TMER1L可清零預(yù)分頻器； 內(nèi)部或外部時(shí)鐘選擇；同步或異步操作模式選擇； 可選擇外部使能輸入（T1G）；可選LP振蕩器； 異步模式可

21、休眠及溢出時(shí)喚醒； 其它相關(guān)寄存器：INCON、PIR1、TMR1L、TMR1H、PIE1。,2020/7/25,36,PIC12F629/675系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,比較器模塊,Bit 6 比較器輸出位；比如，CINV=1時(shí)：1=VIN+ VIN- Bit 4比較器輸出翻轉(zhuǎn)位。 1=輸出翻轉(zhuǎn)，0=輸出不翻轉(zhuǎn)； Bit 3比較器輸入開關(guān)位。在110或101模式時(shí)，1=VIN-連接到CIN+ 0=VIN-連接到CIN- Bit 比較器模式位。數(shù)字或模擬輸入、VREF、帶輸出否、關(guān)閉。,CMCON比較控制寄存器 （地址：19h）,Bit 0,Bit 7,2020/7/25,37,PIC12F629/

22、675系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,比較器工作原理,+,-,VIN+,VIN-,輸出,VIN-,VIN+,輸出,其它相關(guān)寄存器：INCON、PIR1、PIE1、TRISIO、VRCON,2020/7/25,38,PIC12F629/675系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,PIC12F675模擬轉(zhuǎn)換模塊,GP0/AN0 GP1/AN1/VREF GP2/AN2 GP4/AN3,ADC,ADRESH,ADRESL,10,10,ADON,GO/DONE,CHS1:CHS0,VDD,VCFG=0,VCFG=1,VREF,原理框圖,2020/7/25,39,PIC12F629/675系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,PIC12F675模擬轉(zhuǎn)

23、換模塊,Bit7 AD結(jié)果格式選擇位； 1 = 右對(duì)齊：0=左對(duì)齊 Bit 6VCFG參考電壓位。 1=選用VREF引腳上電壓，0=選用VDD； Bit 模擬通道選擇位 Bit 1 AD轉(zhuǎn)換狀態(tài)位。1= A/D轉(zhuǎn)換正在行進(jìn)，0=A/D轉(zhuǎn)換完成/未進(jìn)行； Bit 0 AD轉(zhuǎn)換器狀態(tài)位。1=啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，0=關(guān)閉A/D，低功耗；,ADCONAD控制寄存器 （地址：1Fh）,Bit 0,Bit 7,2020/7/25,40,PIC12F629/675系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,PIC12F675模擬轉(zhuǎn)換模塊,Bit AD轉(zhuǎn)換時(shí)鐘選擇。000110=FOSC/2FOSC/64 或 FRC； Bit 模擬選擇

24、位（引腳的功能分別選為模擬或是數(shù)字）。 1= 模擬輸入，0= 數(shù)字 I/O。,ANSEL模擬選擇寄存器 （地址：9Fh）,Bit 0,Bit 7,A/D最短采樣時(shí)間： TACQ = 放大器穩(wěn)定時(shí)間+保持電容充電時(shí)間+溫度系數(shù) = 19.72 us 。,2020/7/25,41,PIC12F629/675系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,PIC12F629/675CPU的特殊功能配置,Bit BOD和POR電壓的帶隙校準(zhǔn)位。00=最低，11=最高； Bit 8 數(shù)據(jù)代碼保護(hù)位。1=禁止數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器代碼保護(hù)，0=使能保護(hù)； Bit 7 程序代碼保護(hù)位。1=禁止程序存儲(chǔ)器代碼保護(hù)，0=使能保護(hù)；,CONFIG配置字

25、 （地址：2007h）,Bit 0,Bit 7,Bit 8,Bit 13,2020/7/25,42,PIC12F629/675系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,PIC12F629/675CPU的特殊功能配置,Bit 6 欠壓檢測(cè)使能位。1= 使能BOD，0= 禁止BOD ； Bit 5 GP3 / MCLR引腳功能選擇 ；1= 引腳功能為MCLR，0= I/O； Bit 4 上電延時(shí)定時(shí)器使能位。1= 禁止PWRT，0= 使能PWRT； Bit 3 看門狗定時(shí)器使能位。1= 禁止WDT，0= 使能WDT； Bit 振蕩器選擇位： 111、110 = RC 振蕩器；（相應(yīng)引腳功能不一樣） 101、100 =

26、INTOSC 振蕩器； （相應(yīng)引腳功能不一樣） 011 = EC ；010 = HS 振蕩器 ； 001 = XT 振蕩器 ；001 = LP 振蕩器 。,2020/7/25,43,PIC16F72系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,PIC16F72簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),PORT A,PORT B,PORT C,Flash程序 存儲(chǔ)器 2K * 14,RAM 寄存器 128*8,8級(jí)堆棧13位,定時(shí)器0,定時(shí)器1,定時(shí)器2,A/D轉(zhuǎn)換器,上電延時(shí)定時(shí)器 振蕩器啟動(dòng)延時(shí) 上電復(fù)位 掉電復(fù)位 監(jiān)視定時(shí)器,指令譯碼與控制,時(shí)鐘發(fā)生器,FSR寄存器,狀態(tài)寄存器,W 寄存器,運(yùn)算單元,指令寄存器,同步串行口,CCP1,RA0/AN

27、0 RA3/AN3/VREF RA4/T0CK1 RA5/AN4/SS,RB0/INT RB1 RB7,RC0/T1OSO/T1CK1 RC1/T1OSI/CCP2 RC2/CCP1 RC3/SCK/SCL RC4/SDI/SDA RC5/SDO RC6/TX/CK RC7/RX/DT,程序計(jì)數(shù)器PC,2020/7/25,44,PIC16F72系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,PIC16F72時(shí)鐘和指令周期時(shí)序,OSC1,Q1,Q2,Q3,Q4,PC,取指（PC）,執(zhí)行（PC-1）,取指（PC+1）,執(zhí)行（PC）,取指（PC+2）,執(zhí)行（PC+1）,2020/7/25,45,PIC16F72系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原

28、理,PIC16F72程序存儲(chǔ)器組織結(jié)構(gòu),CALL, RETURN RETFIE, RETLW,PC （14位）,14,用戶存儲(chǔ)器空間,0000h,0004h,0005h,07FFh,0800h,1FFFh,2020/7/25,46,PIC16F72系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,PIC16F72數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器組織結(jié)構(gòu),00,01,02,03,20,1F,7F,寄存器地址,80,81,82,83,A0,9F,FF,寄存器地址,BF,C0,Bank 0,Bank 1,專用寄存器,專用寄存器,2020/7/25,47,PIC16F72系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,PIC16F72 I/O 端口:PORT A 和 TRISA寄

29、存器,TRISA：定義PORTA 引腳是輸入還是輸出。,CLRF PORTA；PORTA口初始化 BSF STATUS，PRO；選中Bank1 MOVLW B11001111；置數(shù)據(jù)方向初始化值 MOVWF TRISA；置RA為輸入 ；置RA為輸出 ；D7和D6總是讀出為0,RA0 / AN0 RA1 / AN1 RA2 / AN2 RA3 / AN3/VREF RA4 / T0CK1 RA5 / AN4/SS,PORT A：,PORT A 的初始化程序：,2020/7/25,48,PIC16F72系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,PIC16F72 I/O 端口:PORT B 和 TRISB寄存器,PORT

30、B是一個(gè)雙向可編程I/O口。方向寄存器定義引腳的輸入和輸出。,CLRF PORTB；PORTB 口數(shù)據(jù)鎖存器初始化 BSF STATUS，PRO；PR0置1；選中Bank1 MOVLW 0 x3C； 00111100置數(shù)據(jù)方向初始化值 MOVWF TRISB；置RB為輸入 ；置RB為輸出,PORT B：,PORT B 的初始化程序：,RB0/INT RB1 RB7,設(shè)置RB口中斷，PB定義為輸入的任一引腳有電平變化產(chǎn)生中斷。,2020/7/25,49,PIC16F72系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,PIC16F72 定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器,TMR2是一個(gè)8位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，并帶有一個(gè)預(yù)分頻器和后分頻器。它特

31、別適合于作PWM（CCP設(shè)置成PWM方式）的時(shí)基。,2020/7/25,50,PIC16F72系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,PIC16F72 監(jiān)視定時(shí)器 WDT,WDT計(jì)時(shí)溢出時(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)被重新復(fù)位，進(jìn)入程序正常運(yùn)行狀態(tài)。 基本定時(shí)時(shí)間18ms；分頻比1:128，在128分頻時(shí)，定時(shí)周期為2.3s。 為使程序正常運(yùn)行，在 WDT 溢出前要執(zhí)行 CLRWDT 指令。 如果不想用這個(gè)功能，可在 CONFIG 中設(shè)置 WDTE 為0；,2020/7/25,51,PIC16F72系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,PIC16F72 CCP 模塊,未用，讀出恒為0,10位PWM方式時(shí)低2位數(shù)據(jù),CCPx 模式選擇,0000 關(guān)

32、閉（復(fù)位 ）CCPx模塊 0100 0111 捕抓方式 1000 1011 比較方式 11XX PWM 方式,CCP1CON / CCP2CON寄存器基本定義,地 址： CCP1CON：17h 上電復(fù)位值：00h,RC2/CCP1輸入發(fā)生事件時(shí)，捕捉記錄TMR1的16位值。,CCPR1與TMR1不斷比較，RC2/CCP1引腳輸出相應(yīng)的高、低或保持。,CCP2/CCP1可輸出高達(dá)10位的脈寬調(diào)制波形。,2020/7/25,52,PIC16F72系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,PIC16F72 串行模塊,同步串行口 SSP 部件有串行外圍接口SPI 和 I2C 總線兩種工作方式： SPI方式?？稍试S同時(shí)同步傳

33、送和接收8位數(shù)據(jù)，由SSP狀態(tài)寄存器SSPSTAT和SSP控制寄存器SSPCON定義。 芯片間總線（I2C）方式。定義同上。 串行通信接口 SCI 部件：主要由TXSTA、RCSTA兩個(gè)寄存器定義工作。 利用RC6和RC7兩個(gè)引腳作為通信線的二線制通信接口，有三種工作方式 全雙工異步方式； 半雙工同步主控方式； 半雙工同步從動(dòng)方式。,2020/7/25,53,PIC16F72系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,PIC16F72 A/D轉(zhuǎn)換部件控制寄存器ADCONx,A/D轉(zhuǎn)換允許位,A/D轉(zhuǎn)換完成中斷標(biāo)志位,A/D轉(zhuǎn)換狀態(tài)位：1=進(jìn)行，0=完成轉(zhuǎn)換,A/D模擬通道選擇位,A/D轉(zhuǎn)換時(shí)鐘選擇位,ADCON0 控

34、制A/D轉(zhuǎn)換器的操作：,地 址： ADCON0：08h 上電復(fù)位值：00h,ADCON1 控制選擇A/D引腳的功能：,A/D轉(zhuǎn)換引腳功能選擇位,地 址： ADCON1：9Fh 上電復(fù)位值：00h,2020/7/25,54,PIC16F72系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,PIC16F72 A/D轉(zhuǎn)換部件A/D轉(zhuǎn)換引腳選擇表,2020/7/25,55,PIC16F72系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,PIC16F72 A/D轉(zhuǎn)換部件在RA0通道實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換,BSFSTATUS，PRO；選擇頁面1 CLRFADCON1；設(shè)置A/D通道模擬輸入 BSFPIE1，ADIE；開放A/D中斷 BCFSTATUS，PR0；選擇頁面0

35、 MOVLW0 xC1；RC時(shí)鐘，打開A/D轉(zhuǎn)換器，選中通道0 MOVWFADCON0；A/D時(shí)鐘為RC，RA0作A/D輸入等 BCFPIR1，ADIF；清A/D中斷標(biāo)志位 BSFINTCON，PEIE；開放外圍功能部件中斷 BSFINTCON，GIE；開放總中斷 BSFADCON0，GO；啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換,2020/7/25,56,PIC 系列微控制器指令系統(tǒng),指令格式與尋址方式,標(biāo)號(hào)操作碼助記符操作數(shù)1，操作數(shù)2 ；注釋 Lable BSF STATUS，PRO ；選擇頁面1,立即數(shù)尋址 MOVLW 0 x5A；5Ah 送W寄存器 寄存器間接尋址：將操作數(shù)的地址放在寄存器FSR中，然后通過

36、間接寄存器INDF進(jìn)行間接尋址。 直接尋址 MOVF REG1，0；把寄存器EG1中的數(shù)據(jù)送W寄存器 位尋址 BCF REG1，0；把寄存器REG1的D0位清零,2020/7/25,57,PIC 系列微控制器指令系統(tǒng),指令分類,字節(jié)操作類指令 位操作類指令 立即數(shù)操作和控制操作類 基礎(chǔ)級(jí)PIC16C5X系列芯片共有33條指令，每條指令字長(zhǎng)12位； 中檔PIC16C6X/7X/8X系列芯片有指令35條，每條指令字長(zhǎng)14位； 高檔PIC17CXX系列芯片有指令55條，每條指令字長(zhǎng)16位；,2020/7/25,58,PIC單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)應(yīng)用示例,簡(jiǎn)易四路搶答器,采用端口RB電平變化中斷的應(yīng)用實(shí)例,

37、2020/7/25,59,PIC單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)應(yīng)用示例,簡(jiǎn)易四路搶答器主程序流程圖,采用端口RB電平變化中斷的應(yīng)用實(shí)例,START,設(shè)置RC端口為輸出,設(shè)置RB端口為輸入,INT、RB及總中斷使能,寄存器賦初值,置RC口輸出低電平,RB端口鎖定基準(zhǔn)電平,清除RB口中斷標(biāo)志,進(jìn)入睡眠狀態(tài)等待中斷,有中斷轉(zhuǎn)服務(wù)子程序,E N D,2020/7/25,60,PIC單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)應(yīng)用示例,無線傳輸?shù)男盘?hào)采集應(yīng)用,2020/7/25,61,PIC單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)應(yīng)用示例,電動(dòng)自行車無刷電機(jī)控制器應(yīng)用,（U、V、W）,位置 信號(hào),手柄 電壓,剎車 信號(hào),巡航 定速,欠壓 信號(hào),微 處 理 器 芯 片,（PIC16F72）,下橋驅(qū) 動(dòng)信號(hào),上橋驅(qū) 動(dòng)信號(hào),PWM信號(hào),上下 橋驅(qū) 動(dòng)電 路組,電池組,電機(jī),電機(jī)霍爾,電流取 樣處理,ABC,2020/7/25,62,謝 謝！,