单片机基础教程.ppt
,PIC单片机基础教程,PIC单片机基础教程,第一章 单片机结构原理,第二章 指令系统,第三章 I/O接口,第四章 A/D转换,第五章 定时/计数器,第六章 中断系统,第七章 单片机软硬件调试及硬件维修技术,第八章 实验指导,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,1.1 单片机概述,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。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20世纪人类最卓越的科学发明之一。单片微型计算机就是将CPU、RAM、ROM、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。,1.1 单片机概述,单片机的应用（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（3）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（5）微处理功能（6）通讯（7）军事,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,1.1 单片机概述,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。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。,1.1 单片机概述,0020:11 1110 0011 0010 ADDLW 32H,(W)=01H,地址 指令 助记符,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,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。,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。,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FLASH ROM、RAM、EEPROM、I/O端口、A/D转换器、捕捉器/比较器/PWM、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8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8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。,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）,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 2、时钟振荡器输入/输出引脚 3、复位信号和编程输入引脚 4、输入/输出端口和第二、第三功能引脚,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RAM2568位可掉电保护数据的EEPROM存储器模块,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RAM（Random Access Memory）和只读存储器ROM（Read Only Memory）两类。,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（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。PIC16F87X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 lFFFH。,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PIC单片机的程序存储器分成几个页面，如图所示.分别用“页0”、“页1”等表示。,1.3常用存储器,1.3.3专用寄存器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 Bit0IPR RP1 RP0 TO PD Z DC C,程序状态寄存器STATUS,1.3常用存储器,1.3.3专用寄存器SFR 3程序计数器（PCL、PCLATH）,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。,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（OPTION-REG）是一个可读/写的8位寄存器它的功能是用于配置TMR0/WDT预定标器、外部INT中断、TMR0和端口B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-1RBPU INTEDG T0CS T0SE PSA PS2 PS1 PS0B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0,选择寄存器（OPTION-REG）,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）LP方式：低功耗晶体振荡器方式；（2）XT方式：晶体陶瓷谐振器方式；（3）HS方式：高速晶体陶瓷谐振器方式；（4）RC方式：阻容振荡器方式。,1.4 时钟电路与时序,1.4.1振荡电路与时钟信号 晶体振荡器陶瓷谐振器方式,1.4 时钟电路与时序,1.4.1振荡电路与时钟信号 RC振荡器,15复位、唤醒与看门狗功能,1.5.1复位及复位电路,15复位、唤醒与看门狗功能,1.5.2 唤醒与低电耗运行 休眠（SLEEP）方式与单片机的唤醒 单片机执行一条SLEEP指令后，便进入了休眠（SLEEP）方式。单片机系统的低功耗设计（1）选择合适的模块（2）选择合适的工作条件（3）选择合适的振荡方式（4）合理处理I/O管脚,15复位、唤醒与看门狗功能,1.5.3 看门狗与系统的可靠性 监视定时器WDT是PIC单片机最具特色的内容之一，定时计数脉冲是由芯片内专用的RC振荡器产生。它的工作既不需要任何外部器件，也与单片机的时钟电路无关。这样即使单片机的时钟停止，WDT仍旧能继续工作。,
