PIC单片机结构原理
PIC单片机原理及应用(第八章)
8.3.2 与TMR2模块相关的寄存器
TMR2涉及6个寄存器： T2CON：TMR2控制寄存器； TMR2：定时器TMR2； PR2：TMR2周期寄存器，当PR2和TMR2计数值相等时 发生溢出； INTCON：中断控制寄存器； PIE1：第一外围中断使能寄存器； PIR1：第一外围中断标志寄存器。
主要用于中断控制方式的设置。
bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 GIE PEIE T0IE INTE RBIE T0IF INTF RBIF
4、RA方向寄存器 （TRISA）4=1，T0CKI为输入方式。
8.1.3 TMR0模块电路结构和工作原理
1. 8位计数寄存器TMR0 1）设置定时模式 T0CS=0 定时时间：初值，频率，预分频器。 2）设置计数模式 T0CS=1 计数 T0SE=0，T0SE=1。 2. 分频器 PS2、PS1、PS0 分频比； PSA=0，TMR0分频器；PSA=1，WDT分频器。
8.3.3
TMR2模块电路结构和工作原理
1、TMR2溢出方式 PR2和TMR2计数值比较相等时发生溢出，需经后分 频处理，相应的溢出中断标志才置位，并可产生 溢出中断。 2、分频器 一个预分频器，3种分频比；一个后分频器，16种 分频比。 3、TMR2定时方式：一般定时方式，PWM方式。 1）作为通用定时器（PR2=0FFH） T=P1*P2*（256-初值） 2）浮动“溢出”周期（TMR2=00H） T=P1*P2*（PR2+1）
1. 2. 3.
4.
5.
起/停控制和同步逻辑 与门G1：TMR1ON 与 时钟信号； 可编程预分频器 4种不同的分频比：1，2，4，8； TMR1定时/计数方式 定时方式：指令周期， 计数方式：低频振荡器或T1CKI引脚； 低频振荡器 常用时钟：32768Hz； 定时分析 定时时间=预分频比（65536-初值）*10-6s
PIC简介及工作原理
PLC 的特点一、 PLC 的主要特点(1)高可靠性①所有的 I/O 接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与 PLC 内部电路之间电气上隔离。
②各输入端均采用 R-C 滤波器，其滤波时间常数普通为10-20ms。
③各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。
④采用性能优良的开关电源。
⑤对采用的器件进行严格的筛选。
⑥良好的自诊断功能，一旦电源或者其他软、硬件发生异常情况，CPU 即将采用有效措施，以防止故障扩大。
⑦大型 PLC 还可以采用由双 CPU 构成冗余系统或者有三 CPU 构成表决系统,使可靠性更进一步提高。
(2)丰富的 I/O 接口模块PLC 针对不同的工业现场信号，如：•交流或者直流；•开关量或者摹拟量；•电压或者电流；•脉冲或者电位；• 强电或者弱电等。
有相应的 I/O 模块与工业现场的器件或者设备，如：•按钮• 行程开关• 接近开关• 传感器及变送器•电磁线圈• 控制阀直接连接此外为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块；为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块，等等。
(3)采用模块化结构为了适应各种工业控制需要除了单元式的小型 PLC 以外绝大多数 PLC 均采用模块化结构 PLC 的各个部件包括 CPU 电源 I/O 等均采用模块化设计由机架及电缆将各模块连接起来系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合(4)编程简单易学PLC 的编程大多采用类似于继电器控制路线的梯形图形式对使用者来说不需要具备计算机的专门知识因此很容易被普通工程技术人员所理解和掌握(5)安装简单维修方便PLC 不需要专门的机房可以在各种工业环境下直接运行使用时只需将现场的各种设备与 PLC 相应的 I/O 端相连接即可投入运行各种模块上均有运行和故障指示装置便于用户了解运行情况和查找故障由于采用模块化结构因此一旦某模块发生故障用户可以通过更换模块的方法使系统迅速恢复运行二、 PLC 的功能(1) 逻辑控制(2) 定时控制(3) 计数控制(4) 步进(顺序)控制(5) PID 控制(6) 数据控制——PLC 具有数据处理能力(7) 通信和联网(8) 其它PLC 还有许多特殊功能模块，合用于各种特殊控制的要求，如：定位控制模块， CRT 模块。
PIC详细功能及原理介绍
PIC详细功能及原理介绍1PIC 单⽚机开板详细功能及原理使⽤说明第1章 PIC单⽚机开发板简介1.1 产品概述本套开发板为天祥电⼦⼯程师综合市场上现有的多种PIC开发板的功能之优点,结合⼯程师们多年项⽬经验之需求,特别为PIC单⽚机爱好者们研制的具有强⼤功能的PIC单⽚机学习开发板。
该开发板集常⽤的单⽚机外围资源、烧写电路于⼀⾝。
配合天祥电⼦出品的配套视频教程及提供的资料和例程，可以让您在最短的时间内，全⾯的掌握PIC单⽚机编程技术。
板⼦的供电和下程序下载共⽤⼀根USB线与电脑连接，使⽤⽅便，性能稳定。
最⼤的特点是配套有郭⽼师亲⾃讲解的视频教程，让学习者轻松上⼿。
该开发板特别适合单⽚机初学者以及电⼦爱好者⾃学使⽤。
与PIC单⽚机开发板配套的视频教程全部⼗三讲，⾮常详细的讲解软件的使⽤、程序的编写，整个过程全部⽤单⽚机的C语⾔讲解，全新的讲课风格，跳过复杂的单⽚机内部结构知识，⾸先从单⽚机的应⽤讲起，⼀步步深⼊到内部结构，让学⽣彻底掌握其实际应⽤⽅法。
2第2章 MPLAB IDE集成开发环境第3章 PIC开发板资源介绍3.1 单⽚机引脚资源及系统时钟选择3.1.1 系统组成本模块主下由以下部分组成：1)40脚芯⽚插座2)PIC16F57芯⽚插座3)28脚芯⽚插座4)20脚芯⽚插座5)18脚芯⽚插座6)14脚芯⽚插座7)8脚芯⽚插座8)PIC10FXXX芯⽚插座9)时钟源OSCA（供40/28引脚单⽚机和PIC16F57单⽚机使⽤）10)时钟源OSCB（供18引脚单⽚机使⽤）11)时钟源OSCC（供20/14/8脚单⽚机使⽤）12)各I/O端⼝的输出接⼝3.1.2 芯⽚引脚资源各芯⽚的引脚资源详细信息请参考各芯⽚的数据⼿册，由于硬件设计原因，在本实验板中有⼀些引脚需要特别说明：1)PIC10FXXX的第8脚做复位脚和编程电压输⼊脚，不⽤于I/O功能（GP3）。
2)8引脚单⽚机的第4脚做复位脚和编程电压输⼊脚，不⽤于I/O功3能（GP3）。
2019PIC单片机原理及应用2
31
中断允许控制寄存器IECx：所有中断允许控制位都保存在这些 寄存器中。这些控制位用于控制是否允许来自外的中断请求被 响应。
➢ 置1 =允许中断请求 ➢ 置0 =不允许中断请求
32
中断优先级控制寄存器IPCx：用于为每个中断源设置中断优先 级。每个用户中断源都可以设置为1-7 的优先级，用三位二进 制数表示。如果中断源的优先级设置为零，则中断源被禁止。
流水灯的实现方法
发光LED D6
D5
端口
RE5
RE4
输出值1
0
0
输出值2
0
0
输出值3
0
0
输出值4
0
0
输出值5
0
1
输出值6
1
0
方法一 循环输出
D4
D3
D2
RE3
RE2
RE1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
方法二 移位输出
D1
RE0 0x01
1
0x02
0
0x04
0
0x08
0
0x10
0
0x20
0
软件设计 方法一：循环输出
四. 实验步骤 （1）连接在线调试器PICkit3、APP009实验板和计算机； （2）打开MPLAP IDE集成开发环境软件，点击Debugger>Select
Tools>PICkit 3 选择调试工具； （3）点击Debugger>Settings，在Settings窗口中点击Power栏，选择
PIC单片机结构分析
1.3.3本书实验套件电路图的解读从功能上讲实验套件电路图可以分为十一个功能模块，下面分别介绍之。
1、单片机和仿真、下载器接口这个部分是整个电路板的核心，包含了PIC单片机及其辅助电路。
实验套件可以使用40或28引脚DIP封装PIC单片机（虽然图1.3.1没有画出28引脚的PIC单片机，但读者可以在实验套件实物中找到它的位置）。
由于大多数8位PIC单片机的引脚兼容，读者其实可以在实验套件上使用上述封装的任意型号的PIC16或PIC18单片机，尽管PIC18系列属于PIC 高档单片机。
图1.3.3实验套件的单片机和仿真、下载器接口部分这部分电路还包含4MHz和32.768KHz的两套晶振电路。
4MHz的XTAL是主振荡器，用于提供单片机系统工作时钟。
如果读者希望更改单片机的工作频率可以更换该晶振。
32.768KHz的晶振连接在定时计数器TIMER1的外接晶体引脚上，用来为TIMER1提供第二个时钟源。
PROG是一个六脚的插座，用来提供单片机仿真和串行下载的接口，读者可以在这个接口上连接ICD2等调试下载工具。
初学者在硬件设计时往往忘记留出调试接口，但如果没有它们，单片机软件是很难开发成功的。
复位键KEYreset、电容Crest和电阻Rrest构成了单片机的复位电路，关于其他更加复杂可靠的复位电路的设计方法，读者可以参考本书十二章的相关叙述。
电容C5和C8是单片机电源去耦电容，这两个电容也常常为初学者所忽视，其实它们对于提高单片机系统的可靠性具有重要意义。
40脚的PIC16F877A有两对电源引脚：32和31，11和12，分别位于40引脚DIP单片机的两侧。
在印制电路板上放置单片机电源去耦电容时，应该让它们尽量靠近这两对电源引脚。
2、功能选择跳线实验套件上的跳线端子和跳线器（帽）如图1.3.4所示。
注意要有汉字和箭头标志图1.3.4 跳线端子和跳线器跳线器其实是短路器，它的宽度是2.54mm（100mil）。
PIC单片机组成
PIC单片机原理 单片机原理
RISC技术 3、RISC技术 CISC－－复杂指令集计算机（Complex CISC－－复杂指令集计算机（ CISC－－复杂指令集计算机 Computer） Instruction Set Computer） RISC－－精简指令集计算机（Reduced RISC－－精简指令集计算机（ RISC－－精简指令集计算机 Computer。 Instruction Set Computer。 8位PIC单片机是RISC，仅35条指令，每条 单片机是RISC 条指令， 8 PIC单片机是RISC， 35条指令 指令只有一个字，除了四条转移指令为2 指令只有一个字，除了四条转移指令为2个 机器周期外，其它指令都是单个机器周期。 机器周期外，其它指令都是单个机器周期。 宽字节指令：初级12位；中级14位；高级 宽字节指令： 12位 中级14 14位 宽字节指令 初级12 16位 指令代码效率提高4 16位。指令代码效率提高4倍。 PIC 单片机的机器周期为：4TOSC PIC 单片机的机器周期为：
PIC单片机原理 单片机原理
8位单片机的分类与特点 §2.1.1 PIC 8位单片机的分类与特点 8位单片机的分类 位单片机的分类。 一、PIC 8位单片机的分类。 初级系列：低价位，适用于成本要求严格的 初级系列：低价位， 初级系列 家电产品。 PIC16C5X， PIC12C5XX是 家电产品。如PIC16C5X，如PIC12C5XX是8引脚 的单片机。 的单片机。 中级系列：初级的改进型，高性能，适用于 中级系列：初级的改进型，高性能， 中级系列 各种电子产品。内部有A/D、E2PROM、CCP模块、 各种电子产品。内部有A/D、 PROM、CCP模块、 A/D 模块 SPI串口等 外部有多种封装。 串口等。 I2C和SPI串口等。外部有多种封装。如 PIC16F87X。 PIC16F87X。
PIC内部结构
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
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）
1.5.2 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
第一章
PIC系列单片机结构原理
1．5复位、唤醒与看门狗功能
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。
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。
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
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。
PIC单片机原理及应用(第四章)
寄存器f 寄存器 f 为 0 间跳 寄存器f 位为0 寄存器 f 的 b 位为 0 间跳 寄存器f 的 b 位为1 间跳 寄存器 f 位为 1 表示寄存器的内容
表示寄存器间接寻址的内容→表示运算结果送入目标寄存器
• ORG • NOP • MOVLW • ANDWF • MOVWF • MOVLW • IORWF • ADDWF •; • END •; 0000H 20H 20H,W 40H 30H 30H,W 40H,F
例题4 请编写一个完整的程序，将数据存储器20 20H 位和30 30H 【例题4-5】 请编写一个完整的程序，将数据存储器20H低4位和30H 位组合成一个八位二进制数据，并从RC端口输出。 RC端口输出 高4位组合成一个八位二进制数据，并从RC端口输出。 • • • • • • • • • • • • • • • • ORG NOP BANKSEL MOVLW MOVWF BANKSEL MOVF ANDLW MOVWF MOVF ANDLW IORWF MOVWF ; END ; 0000H TRISC 00H TRISC PORTC 20H,W 0FH 20H 30H,W 0F0H 20H,W PORTC
MOVF ADDWF BTFSS GOTO INCF MOVF ADDWF 30H,W 50H,F STATUS,C LOOP 20H,F 20H,W 40H,F
LOOP
4.2.3 逻辑运算类指令
逻辑运算类指令是一组比较复杂的指令，形式较多， 逻辑运算类指令是一组比较复杂的指令，形式较多，可 以对位和字节进行逻辑操作。主要有与、 异或、清零、 以对位和字节进行逻辑操作。主要有与、或、异或、清零、 置位、取反和左右移位等14条指令。 14条指令 置位、取反和左右移位等14条指令。
第二章PIC单片机系统结构
13
PICmicro® 架构
指令实例 PIC MCU 指令编码为操作码和参数 编码用一个字完成
操作码 OP CODE
操作数 k k k k k k k k
PIC微控制器实验室 大学生创新实验室
14
精简指令RISC
• PIC16F877指令集只有35条指令 学习、程序设计便利 • 全部采用单字节指令 （除4条条件跳转指令外）均为单周期指 令 • “单字节”：专指指令字节
Fetch 1 Execute 1 1. MOVLW 55h Fetch 2 Execute 2 2. MOVWF PORTB Fetch 3 Execute 3 3. CALL SUB_1 Fetch 4 4. BSF PORTA, BIT3
Flush Fetch 4 Fetch SUB_1
PIC微控制器实验室 大学生创新实验室
PIC微控制器实验室 大学生创新实验室
20
上电复位 上电延时：72ms 起振延时：1024个时钟周期 看门狗定时器：监视程序运行状态 欠压复位：当电源电压低于4V,单片机保持在 复位状态 在线调试：对芯片程序直接调试 低压编程：允许工作电压VDD作为编程电 压
PIC微控制器实验室 大学生创新实验室
Bank 1
PIC微控制器实验室 大学生创新实验室
31
PIC单片机架构 程序存储器组织
复位矢量入口地址
0000H 0000H
0001H 0001H 0002H 0002H 0003H 0003H
中断服务程序入口地址 片内程序 存储器
0004H 0004H
页面1 页面2 页面3
07FFH 07FFH
分页的程序存储器 分页的程序存储器
(14位内核)
PIC系列单片机简介
——————技术资料下载中心>> PIC单片机原理 \PIC系列单片机简介一、引言据统计，我国的单片机年容量已达1－3亿片，且每年以大约16%的速度增长，但相对于世界市场我国的占有率还不到1%。
这说明单片机应用在我国才刚刚起步，有着广阔的前景。
培养单片机应用人才，特别是在工程技术人员中普及单片机知识有着重要的现实意义。
当今单片机厂商琳琅满目，产品性能各异。
针对具体情况，我们应选何种型号呢？首先，我们来弄清两个概念：集中指令集（CISC）和精简指令集（RISC）。
采用CISC结构的单片机数据线和指令线分时复用，即所谓冯.诺伊曼结构。
它的指令丰富，功能较强，但取指令和取数据不能同时进行，速度受限，价格亦高。
采用RISC结构的单片机数据线和指令线分离，即所谓哈佛结构。
这使得取指令和取数据可同时进行，且由于一般指令线宽于数据线，使其指令较同类CISC单片机指令包含更多的处理信息，执行效率更高，速度亦更快。
同时，这种单片机指令多为单字节，程序存储器的空间利用率大大提高，有利于实现超小型化。
属于CISC结构的单片机有Intel8051系列、Motorola 和M68HC系列、Atmel的AT89系列、台湾Winbond(华邦)W78系列、荷兰Pilips的PCF80C51系列等；属于RISC结构的有Microchip 公司的PIC系列、Zilog的Z86系列、Atmel的AT90S系列、韩国三星公司的KS57C系列4位单片机、台湾义隆的EM-78系列等。
一般来说，控制关系较简单的小家电，可以采用RISC型单片机；控制关系较复杂的场合，如通讯产品、工业控制系统应采用CISC单片机。
不过，RISC单片机的迅速完善，使其佼佼者在控制关系复杂的场合也毫不逊色。
根据程序存储方式的不同，单片机可分为EPROM、OTP（一次可编程）、QTP（掩膜）三种。
我国一开始都采用ROMless型单片机（片内无ROM，需片外配EPROM），对单片机的普及起了很大作用，但这种强调接口的单片机无法广泛应用，甚至走入了误区。
第7章 PIC系列单片机原理与应用
位信号，引脚#MCLR仍为低电平，单片机仍处于复位状态；待
引脚#MCLR变为高电平后，DRT开始计时，并继续保持复位状 态；DRT计时18ms后溢出，完成上电复位。
7.2.2 中央处理器：复位
引脚#MCLR接VDD时的上电复位过程
引脚#MCLR悬空时的上电复位过程
7.2.2 中央处理器：复位
复位后部分寄存器的状态
也可以直接作为外部时钟源。在RC型振荡器中，R的典型值为3K～100K， C的典型值不小于20pF。RC型振荡器有利于降低系统成本，但是振荡频
率精确性较差，只适用于时间精确度要求不高的应用场合。
7.2.2 中央处理器：时钟
PIC16C54单片机的时钟电路如下图所示：
（1）当PIC16C54单片机使用外部晶体振荡器时，OSC1引脚和使用外部时钟源 （适用于Fra bibliotekS、XT、LP型）
RC振荡型时钟电路
7.2.2 中央处理器：复位
PIC16C54单片机主要有以下3种复位方式：
（1）上电复位（Power on Reset，简称POR）。单片机内部集成有 上电复位电路，即POR电路。上电复位时，引脚#MCLR可以接
VDD也可以悬空，但两种情况下复位的时序不同。
注：X—不确定，U—不变，Q—特定值，B—二进制数，H—十六进制数
7.2.2 中央处理器：时序
如下图所示，PIC16C54单片机的将输入时钟4分频形成4个
互不重叠的节拍Q1，Q2，Q3，Q4，它们构成单片机的一个“指
令周期”，每个指令周期包含4个振荡周期。 PIC16C54单片机所有的微操作都同步于节拍的上升沿。在
Q1节拍，程序计数器PC加1；指令码在Q4节拍从程序存储器中取
出，并锁存于指令寄存器中，在下一指令周期被译码并执行。 因此，取指令与执行指令是并行进行的，加快了指令执行速度。
PIC单片机原理及应用(第三章)
3.3.1 通用寄存器
F877 单 片 机 的 通 用 寄 存 器 GPR （ General Purpose Registers），可由用户自行支配存放 随机数据。 通用寄存器区域： 通用寄存器数量： 地 址 区 域 ： F0H~FFH 、 170H~l7FH 和 1F0H~1FFH，都可以索引（或映射）到体0的16 个RAM单元。 这样安排是为了便于中断服务程序的设计和 数据处理，就可以在程序设计中能够有效突破 体的限制而定义通用的变量函数。
RP1、RP0 = 0
RP1、RP0 = 0
0
1
选中体0
选中体1
RP1、RP0 = 1
RP1、RP0 = 1
0
1
选中体2
选中体3
Bit7／IRP：RAM数据存储器体选位，仅用于间 接寻址。 0：选择数据存储器低位体： 即 体 0 （ FSR 的 Bit7=0 ） 或 体 1 （ FSR 的 Bit7=1）； 1: 选择数据存储器高位体： 即 体 2 （ FSR 的 Bit7=0 ） 或 体 3 （ FSR 的 Bit7=1）。
1．状态寄存器STATUS
状态寄存器的内容用来记录算术逻辑单元 ALU的运算结果状态、CPU的特殊运行状态以及 RAM数据存储器体间选择等信息。
Bit7
Bit6
Bit5
Bit4
Bit3
Bit2
Bit1
Bit 0
IRP
RP1
RP0
T0
PD
Z
DC
C
状态标志位
Bit0／C：进位/借位标志，被动参数。
0：执行加法（或减法）指令时，如果最高 位无进位（或有借位）；
一般将整个程序存储器以2KB为单位进行分 页（PAGE），如图3-1所示F877单片机，8KB程 序存储器共分作4页，分别称为“页0”、“页 l” 、 “ 页 2” 和 “ 页 3” 。 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：
PIC系列单片机结构原理[1]
![PIC系列单片机结构原理[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/39ee522a0066f5335a81213e.png)
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 2．PIC16F87X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 表1-1 PIC16F87X系列单片机功能配置
型号 功能 工作频率 Flash存储 器/B RAM/B EEPROM/B 中断/个 I/O端口 定时器/个 A/D转换通 道/个 CCP模块/ 个 串行通讯 模块
PIC16 F870 DC-20 2K×1 4 128 64 10 A、B、 C 3 5 1 USART
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 8K×l4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。
RBPU INTEDG T0CS T0SE PSA B7 B6 B5 B4 B3
PS2 PS1 B2 B1
PS0 B0
第一章
B7 RBPU
PIC系列单片机结构原理
选择寄存器（OPTION-REG）
PIC单片机原理及应用(第三章)
Interrupt 0004h
Page 2
➢ 程序空间按页面划分， 每页2K字 (11 位)；最
Page 0
07FFh
多四页。
17FFh
PCLATH<4:3> = 01
PCLATH<4:3> = 11
➢ 页面选择 PCLATH<4:3>。
0800h
1800h
➢ 复位向量地址 0000h。
Page 1
PCLATH Bit4：Bit3：
00
页0：0000H ～ 07FFH
01
页l：0800H ～ 0FFFH
10
页2：1000H ～ 17FFH
11
页3：1800H ～ 1FFFH
PIC16F877 单片机架构程序存储器
PCLATH<4:3> = 00
Reset 0000h
➢ 最大8K字(13 位) 程序 PCLATH<4:3> = 10 1000h 存储空间。
存储器扩展：SRAM6264，EPROM2764。
3.2 程序存储器构架
PIC16F877 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。
PIC16F877 归 属 于 中 档 单 片 机 ， 其 指 令 字 节宽度为14位，内部构架配置了8K ╳ l4位的 闪烁FLASH程序存储器。
这样安排是为了便于中断服务程序的设计和 数据处理，就可以在程序设计中能够有效突破 体的限制而定义通用的变量函数。
3.3.2 特殊功能寄存器
特殊功能寄存器 SFR（Special Function Registers）是用于专用目的的寄存器，每个寄 存器单元，甚至其中的每一位，都有它自己特 定的名称和用途。
PIC单片机原理及应用第十三章
1. 上电复位POR(Power on reset)
当芯片加电后电压VDD上升到一定值（一般 在1.3～1.8V）时, 上电复位即产生一个上电复 位脉冲。
2. 上电延时定时器PWRT
在芯片加电时，PWRT提供固定72ms正常上 电延迟定时，上电延时定时用RC振荡器工作。 只要PWRT工作，芯片就保持复位状态，PWRT延 时可以使电源电压上升到一个对芯片工作适合 的电平。
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。这样既 使单片机的时钟停止，WDT仍旧能继续工作。
监视定时寄存器WDT一览表
地址
名称 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0
晶体、谐振器和RC振荡器的比较：
时种源
晶体 振荡器 RC振荡器
程度稳定精度稳定性 高
好差
电耗耗电
低很少 中等 高较多
唤醒时间 ｍS级，慢很长 mS级，中 ｎS级，快
价格
高
一般 便宜
4．合理处理I/O管脚
I/O 管脚的处理，在低功耗系统里非常重要。 设置为输出的管脚可以驱动20~25mA电流。所以检 查你的设计，优化每个输出管脚上的电流消耗是非 常重要的，即使是弱上拉的管脚依然可以输出 400uA电流。为达到节能目的，可以禁止内部上拉 ，使用外部较大的电阻做上拉。
3．选择合适的振荡方式
晶体、谐振器和RC振荡器，有着不同的唤 醒时间。一般来说，晶体的唤醒时间最长为 8.5mS左右，谐振器唤醒时间约为390μS，而RC 振荡器唤醒时间最短约为1.15μS左右。如果唤 醒时间过长，在唤醒过程中存在一个预工作阶 段，处理器已经开始消耗电能，但是还没有运 行程序，这就会带来更多的电能消耗。如果唤 醒后的工作时间很短，一般采用RC振荡器较合 理。
PIC单片机原理及应用(第三版)(上)
F877归属于中档单片机，其指令字节宽度为14位，内部构架配置了8K ╳ l4位的闪烁 FLASH程序存储器。
一般将整个程序存储器以2KB为单位进行分页（PAGE），如图2-1所示F877单片机，8KB程序 存储器共分作4页，分别称为“页0”、“页l”、“页2”和“页3”。 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：
所谓互为映射就是说，在4个体内的相同位置，物理上对应同一个寄存器单元，所以该单元 具备4个不同的地址。
2.3.1 通用寄存器
01Fh 020h
09Fh 0A0h
11Fh 120h
19Fh 1A0h
GPRs
GPRs
GPRs
GPRs
07Fh RP<1:0> RP<1:0>
= 00
0F0h 0FFh RP<1:0>
= 01
170h 17Fh RP<1:0>
= 10
1F0h 1FFh = 11
互相映射
有些寄存器单元在4个体上是互相映射的，如状态寄存器STATUS、间接寻址寄存器INDF、程 序计数器低8位PCL、文件选择寄存器FSR、程序计数器高8位PCLATH和中断控制寄存器INTCON。
利用单片机串行总线端口可以方便而灵活地扩展外围器件，目前已在许多电子产品中得到广 泛应用。
1.2.2 PIC16F877单片机的结构 从其执行功能考虑，可以将单片机分成两大组件，即内部核心模块和外围功能模块
1.2.3 PIC16F877单片机的引脚
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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）。
RP1、RP0 RP1、RP0 RP1、RP0 RP1、RP0
= = = =
0 0 1 1
0 1 0 1
选中区0 选中区1 选中区2 选中区3
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）。
1.5.1复位及复位电路
PIC单片机与MCS-51系列单片机的区别
应该说有三个主要特点： (1)总线结构:MCS-51单片机的总线结构是冯-诺依曼型,计算机在 同一个存储空间取指令和数据,两者不能同时进行;而PIC单片机 的总线结构是哈佛结构,指令和数据空间是完全分开的,一个用于 指令,一个用于数据,由于可以对程序和数据同时进行访问,所以 提高了数据吞吐率。正因为在PIC单片机中采用了哈佛双总线结 构，所以与常见的微控制器不同的一点是：程序和数据总线可以 采用不同的宽度。数据总线都是8位的，但指令总线位数分别位 12、14、16位。 (2)流水线结构:MCS-51单片机的取指和执行采用单指令流水线结 构,即取一条指令,执行完后再取下一条指令;而PIC的取指和执行 采用双指令流水线结构,当一条指令被执行时,允许下一条指令同 时被取出,这样就实现了单周期指令。 (3)寄存器组:PIC单片机的所有寄存器,包括I/O口,定时器和程序 计数器等都采用RAM结构形式,而且都只需要一个指令周期就可以 完成访问和操作;而MCS-51单片机需要两个或两个以上的周期才 能改变寄存器的内容。
单片机及应用 Application of Microcontroller
云南大学信息学院
第一章 PIC单片机的结构
第一章 PIC单片机的结构
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
单片机概述 PIC单片机基本结构及信号引脚 常用存储器 时钟电路与时序 复位电路
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
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。
1.2 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 3．PIC16F87X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。
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。
表1-1 PIC16F87X系列单片机功能配置 型号 功能 工作频率 Flash存储 器/bit RAM/B EEPROM/B 中断/个 I/O端口 定时器/个 A/D转换通 道/个 CCP模块/ 个 串行通讯 模块 PIC16 F870 DC-20 2K×1 4 128 64 10 A、B、 C 3 5 1 USART PIC16F8 71 DC-20 2K×14 128 64 11 A、B、C、 D、E 3 8 1 USART PIC16 F872 DC-20 2K×1 4 128 64 10 A、B、 C 3 5 1 无 PIC16 F873 DC-20 4K×1 4 192 128 13 A、B、 C 3 5 2 USART PIC16F8 74 DC-20 4K×14 192 128 14 A、B、C、 D、E 3 8 2 USART PIC16 F876 DC-20 8K×1 4 368 256 13 A、B、 C 3 5 2 USART PIC16F8 77 DC-20 8K×14 368 256 14 A、B、C、 D、E 3 8 2 USART
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 8K×l4 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
1.3.2 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： PCLATH Bit4：Bit3： 0 0 页0：0000H ～07FFH 0 1 页l：0800H ～0FFFH 1 0 页2：1000H ～17FFH 1 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。
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。
1.3常用存储器
1.3.3专用寄存器 3．程序计数器（PCL、PCLATH）
1.4时钟电路与时序
1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
1.4 时钟电路与时序
1.4.2 PIC单片机指令时序
1.5 复位电路
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），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
1.1 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
哈佛总线结构
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 1．PIC16F87X系列单片机的分类
1.3 常用存储器
1.3.3专用寄存器 1.间接寻址寄存器INDF和FSR寄存器
1.3 常用存储器
1.3.3专用寄存器 2. 程序状态寄存器STATUS； 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
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 2．PIC16F87X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。
程序状态寄存器STATUS
B7 IPR B6 RP1 B5 RP0 B4 TO B3 PD B2 Z B1 DC B0 C
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）。