PIC单片机结构原理

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。


1.1 单片机概述





1.1.1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
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）。
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。
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。
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


1.4.1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；
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
1.1 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

1.5.1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。
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 512╳8位数据存储器RAM 256╳8位可掉电保护数据的EEPROM存储器模块
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）。
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。
（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
1.1 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

1.2.2 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
1.2 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。
1.3 常用存储器
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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
1.3 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