PIC单片机架构
第一章 PIC系列单片机概述
第一章PIC系列单片机概述1.1 PIC单片机简单介绍1.2 PIC单片机的特点PIC 是美国Microchip 公司所生产的单片机系列产品型号前缀，其硬件系统设计简洁，指令系统设计精炼。
它是最容易学、最容易掌握、最容易应用的单片机之一。
●（1）哈佛总线结构●普通单片机----普林斯顿体系结构其程序存储器和数据存储器统一编址，也就是两种存储器位于同一个逻辑空间里。
其指令总线和数据总线是共用的即时分复用。
●●PIC单片机采用哈佛体系结构其程序存储器和数据存储器独立编址，也就是两种存储器位于不同逻辑空间里。
（MCS-51采用哈佛体系结构，但他们与CPU之间传递信息必须共用一条总线。
）PIC单片机还采用哈佛总线结构：及芯片内部将数据总线和指令总线分离，并且采用不同的宽度。
如图1-2（a)●（2）指令字节化指令字节和数据字节分别用不同的字节宽度代表。
图1.2 架构比较●（3）精简指令集（RISC)技术（单片机所能识别的所有指令的集合）●PIC的指令系统或指令集约有75条指令。
MCS-51有111条。
●（4）寻址方式简单，寻址空间独立寻找操作数的方式PIC只有4种即寄存器直接寻址、寄存器间接寻址、立即数寻址、和位寻址。
MCS-51有7种方式。
PIC程序、数据、堆栈各自采用独立的地址空间。
●(5)代码压缩率高，运行速度高，功耗低，驱动能力强。
●端口吸入电流：25mA,输出电流：20mA 一般驱动能力60~70mA●代码压缩率指相同程序存储器空间所能容纳有效指令的数量。
例如1KB程序存储量空间，MCS-51系列存放500多条指令，而对PIC系列单片机存放多达1024条。
●(6)I2C 和SPI串行总线结构I2C ：Inter IntegratedCircuit SPI:Serial Peripheral Interface 分别是由PHILIPS MOTOROLA 公司发明的两种串行总线技术，是在芯片之间实现同步串行数据传输的技术1.3 PIC18系列的内部结构1.4 几种常见的PIC18系列单片机微控制器（单片机）：将中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、输入/输出端口I/O等主要的计算机部件，都集成在一块集成电路芯片上，从而形成一部完整的微型计算机。
PIC单片机原理及应用第三版课程设计
PIC单片机原理及应用第三版课程设计一、前言PIC单片机原理及应用是一门非常重要的课程，它是在电子工程、计算机科学等领域中必须学习的基础课程之一。
本文将介绍PIC单片机的原理和应用，并且将会介绍一份课程设计，希望对读者有所帮助。
二、PIC单片机的原理单片机是一种集成电路，它包含了一些用于控制和处理数据的硬件设备。
PIC单片机是由美国微芯科技公司（Microchip Technology Inc.）生产的，是一种非常流行的单片机，它广泛应用于各种计算机和电子系统中。
PIC单片机的结构包括三个部分：处理器核心、外围设备和存储器。
1. 处理器核心PIC单片机的处理器核心采用RISC（Reduced Instruction Set Computing，精简指令集）结构，该结构在指令的执行速度和效率方面相对较高。
PIC单片机的处理器核心包括了一个15位或33位的存储器指针、一个独立的数据寄存器和一个常量移位器等。
2. 外围设备PIC单片机的外围设备包括了很多种外设，比如通用输入/输出端口（GPIO）、模拟模块、定时器、计数器、USART（通用异步收发传输器）等。
这些外设可以用于很多种不同的应用中。
3. 存储器PIC单片机的存储器包括了程序存储器和数据存储器两种。
程序存储器存储了单片机的指令和程序，而数据存储器可以存储程序中用到的数据。
三、PIC单片机的应用PIC单片机在很多领域都有着广泛的应用，包括电子、工业、计算机等。
1. 电子应用在电子应用领域中，PIC单片机由于体积小、功耗低、成本低等优点，被广泛应用于各种控制系统、智能家居、数字音频处理等方面。
2. 工业应用在工业应用领域中，PIC单片机被用于控制和监控各种工业设备和生产过程。
比如说，一些自动化工厂中的计数器、条码扫描器、工艺控制器等都是由PIC单片机控制的。
3. 计算机应用在计算机应用领域中，PIC单片机和各种其他的硬件设备一起被用于开发各种类型的计算机系统。
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。
第二章PIC单片机组成
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 一、PIC 8位单片机产品共有三个系列，即基本级、中级和高级。 1.基本级系列 该级产品的特点是低价位，如PIC16C5X，适用于 各种对成本要求严格的家电产品选用。又如PIC12C5XX是世界第一个8脚 的低价位单片机，因其体积很小，完全可以应用在以前不能使用单片机 的家电产品的空间。 2.中级系列 该级产品是PIC最丰富的品种系列。它是在基本级产 品上进行了改进，并保持了很高的兼容性。外部结构也是多种的，从8引 脚到68引脚的各种封装，如PIC12C6XX。该级产品其性能很高，如内部带 有A/D变换器、E2PROM数据存储器、比较器输出、PWM输出、I2C和SPI等接 口。PIC中级系列产品适用于各种高、中和低档的电子产品的设计中。 3.高级系列 该系列产品如PIC17CXX，其特点是速度快，所以适 用于高速数字运算的应用场合中，加之它具备一个指令周期内(160ns)可 以完成8×8(位)二进制乘法运算能力，所以可取代某些DSP产品。再有 PIC17CXX具有丰富的I/O控制功能，并可外接扩展EPROM和RAM，使它成为 目前8位单片机中性能最高的机种之一。所以很适用于高、中档的电子设 备中使用。 述的三层次(级)的PIC 8位单片机还具有很高的代码兼容性，用户很容易 将代码从某型号转换到另一个型号中。
PIC单片机原理 单片机原理 §2.1.2 PIC16F87X系列微控制器的结构 系列微控制器的结构 1、 PIC16F877A单片机的基本功能模块 ① 程序存储器区域 0000H～1FFFH 8K×14程序单元空间； 有两个特殊地址：0000H为复位入口地址；0004H为中断入口地址。 8级×14位的独立堆栈区域：专用于call 或中断断点保护。 ② 数据存储器区域 368字节RAM 地址000H～1FFH ③ EEPROM数据存储器模块 256字节E2PROM ④ 算术逻辑运算区域 ALU 工作器存器W(累加器), 状态寄存器STATUS Z, DC, C 间接寻址寄存器：与INDF配合实现间接寻址
pic的分类
pic的分类PIC的分类PIC（Programmable Integrated Circuit）是一种可编程集成电路，它可以根据用户的需求进行编程，实现不同的功能。
PIC的分类可以根据不同的标准进行划分，下面将从不同的角度介绍PIC的分类。
一、按照应用领域分类1. 工业控制领域：PIC在工业控制领域中应用广泛，如自动化生产线、机器人等。
2. 通信领域：PIC在通信领域中也有很多应用，如手机、调制解调器等。
3. 汽车电子领域：PIC在汽车电子领域中也有很多应用，如发动机控制、车载娱乐系统等。
4. 家电领域：PIC在家电领域中也有很多应用，如电视、洗衣机、冰箱等。
二、按照架构分类1. 8位架构：8位架构的PIC是最早的PIC，它的指令集非常简单，适合于一些简单的应用。
2. 16位架构：16位架构的PIC具有更强的处理能力和更多的存储空间，适合于一些复杂的应用。
3. 32位架构：32位架构的PIC具有更高的处理能力和更大的存储空间，适合于一些高性能的应用。
三、按照封装形式分类1. DIP封装：DIP封装的PIC是最常见的封装形式，它的引脚是直插式的，容易插拔。
2. SOP封装：SOP封装的PIC是一种表面贴装封装形式，它的体积小，适合于一些空间受限的应用。
3. QFN封装：QFN封装的PIC是一种无引脚封装形式，它的体积更小，适合于一些超小型应用。
四、按照存储器分类1. OTP型：OTP型的PIC只能被编程一次，适合于一些需要保密的应用。
2. Flash型：Flash型的PIC可以被多次编程，适合于一些需要频繁更新程序的应用。
3. EEPROM型：EEPROM型的PIC可以被多次编程，且不需要整片擦除，适合于一些需要频繁修改数据的应用。
综上所述，PIC的分类可以从应用领域、架构、封装形式和存储器等多个角度进行划分。
在实际应用中，我们需要根据具体的需求选择合适的PIC，以达到最佳的性能和效果。
数制转换,PIC介绍及PIC总体架构
PIC中档单片机的时钟、指令周期 以及流水线之间的关系如图所示。
第二讲 3，PIC单片机基础-PIC中档单片机的时钟周期 对PIC单片机而言一个指令周期（TCY）内部包 含4个时 钟周期（TOSC），或称4个始终节拍，即： TCY＝4 × TOSC 或者表示为频率形式： fCY＝1/4 fOSC 以4MHz外部石英晶体为例，单片机的时钟周 期为 0.25us，指令周期为1us。
第二讲 2，计算机基本组成要素 五大部件 • 运算器：用来完成算术运算和逻辑运算， 并将运算的中间结果暂存在运算器中 • 存储器：用来存放数据和程序 • 控制器：用来控制、指挥程序和数据的输 入、运行以及处理运算结果。 • 输入设备：用来把人们熟悉的信息形式转 化为机器能识别的信息形式 • 输出设备：与输入设备相反
目的 ＋ － 开发 实验结果
评价
第二讲 1，编码 什么是编码，为什么要编码 把现实生活中的信息按照约定的规则转化为 机器能识别的0101010001… 不只是数字和符号！
第二讲 1，编码-原码、反码及补码 作用：表示有符号数，在仅有加法器的情况 下实现减法。 基本规则：0表示正数，1表示负数 原码：用最高位表示符号位，后面紧跟数值 位。 通俗点说：就是二进制转十进制再在最高位 前按基本规则补一个符号位。
= (11.5)10
上一讲知识点 2，数制转换 十六进制与二进制互转
整数从右向左四位并一位 小数从左向右四位并一位
二进制
十六进制
1001 1011 0111.0101
示例：
( 9
B
7 .
5 )16
要背
配套教材：第六页 表1-1
上一讲知识点 3，一个重要的工程思想/研究思路/科学精神 要学会如何评价和验证得到的结果
PIC单片机原理及应用
PIC 系列单片机代表着单片机发展的新动向
20 2021/4/20
PIC 单片机的特色
❖ 品种丰富——高级
产品系列
主要特性
工艺特点
PIC17C4X PIC17C4XA PIC17CR4X
16位指令系统 8位数据线
OTP/EPROM
多种中断
DC ~ 25MHz时钟
OTP/EPROM
最快160ns指令周期
时钟发生器
上电延时定时器 振荡器启动延时
上电复位 看们狗定时器
掉电复位 监视定时器
FSR寄存器 PO GP1/AN1/CIN-VREF RT GP2/AN2/T0CK/INT/COUT
状态寄存器
GP3/MCLR/VPP
运算单元
GP4/AN3/T1G/OSC2/CLKOUT
W 寄存器
GP5/T1CKI/OSC1/CLKIN
Q1 Q2 Q3 Q4
PC
取指（PC） 执行（PC-1）
取指（PC+1） 执行（PC）
取指（PC+2） 执行（PC+1）
28 2021/4/20
PIC12F629/675系统结构与工作原理
❖ PIC12F629/675程序存储器组织结构
PIC 系列单片机代表着单片机发展的新动向
25 2021/4/20
8引脚闪存8位CMOS单片机
——PIC12F629/675性能概述
✓ 仅35条指令；除跳转指令外都为单周期； ✓ DC~20MHz时钟；DC~200ns指令周期 ✓ 32KHz时工作电流典型值8.5uA;待机nA级； ✓ 高精度内部 4MHz 1% 振荡器； ✓ 电压3.0V时，将CPU从休眠模式唤醒需要5us； ✓ 宽工作电压范围；有扩展级温度范围； ✓ POR、PWRT、OST、BOD、WOT、MCLR； ✓ 引脚电平变化触发中断；独立可编程弱上拉； ✓ 耐久性闪存/EEPROM存储单元；达10万次； ✓ 6个双向I/O；675有10位A/D；双定时器 ……
02PIC单片机硬件结构
数据存储器分布图(部分)
第 16页
数据存储器分布图(部分)
通用寄存器
16F877的RAM分为四个区(Bank0~Bank2)
第 17页
2.4.3 EEPROM数据存储器区域
PIC16F877内置256字节的EEPROM。可通过内部专 用寄存器来访问。
EEPROM用来存储掉电后仍然需要保持的数据，如 系统运行的配置参数等。
第 27页
2.9 输入/输出端口模块
引脚
第 28页
输入/输出端口模块
PIC16F877具有丰富的接口资源，共设置有5个输 入/输出（Input/Output，简称I/O）端口，分别 为RA（6位）、RB(8位)、RC(8位)、RD(8位)、和 RE(2位)，合计共有22位，与单片机外形中的22个 引脚一一对应。其中RA0到RA5为RA端口的6位，其 它端口同理。
第 3页
第2章 PIC16系列单片机系统结构
2.1 基本结构 2.2 基本功能模块 2.2 专用功能模块
第 4页
基本结构
第 5页
2.2 PIC单片机的引脚
引脚
第 6页
引脚结构图
第 7页
第2章 PIC16系列单片机系统结构
2.1 基本结构 2.2 基本功能模块 2.2 专用功能模块
第 8页
基本功能模块
？ PIC单片机的在线调试接口用到了那几个引脚，各有什么
作用？ 如何把PORTB的8个引脚设置为输入功能？ PIC单片机的中断优先级如何确定？
第 34页
提问时间
第 35页
中央处理器（包括ALU和中央控制器） 程序存储器区域 数据存储器区域 EEPROM数据存储器区域 输入/输出端口模块 多功能定时器模块 复位模块
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
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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
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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
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Bank 1
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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单片机程序设计的基本结构框架
PIC单片机程序设计的基本结构框架为了快速掌握PIC 单片机源程序的基本结构，这里给出一个典型的程序结构框架。
建立源程序时首先用伪指令TITLE 提供程序的标题，接着给出整个程序的总说明，并用列表伪指令LIST 指定所用单片机型号和文件输出格式，再利用INCLUDE 伪指令读入MPASM 中提供的定义文件如《P16F84INC》，然后对片内常用资源进行定义，再给出一般程序的基本结构框架。
现举例如下。
TITLEThis is；程序标题；程序说明LISTP=16F84，F=1NHX8M；include p16F84.inc－config_RC_Qsc ＆_WDT_0FF；资源定义和变量定义STATUS EQU 03FSR EQU 04PORTA EQU 05PORTB EQU 06J EQU 01F K EQU 01E ；ORG 0000 ；goto MAIN ；跳过中断矢量ORG 0004goto INTSRV；子程序入口地址；MAIN；从0005H 开始放主程序call Initports ；端口初始化call InitTimers；定时器初始化INTSRV ；中断服务程序区SVBRTH；子程序区END；程序结束符当然，在编写程序时可根据实际情况加以调整。
下面是一份实际程序清单，要求将数据88H 写入PIC16F84 内部EEPROM 的20H 单元，而后再从20H 单元将其读出。
LIST P=16F84，F=INHX8M；STATUS EQU 03；定义寄存器EEDATA EQU 08EEADR EQU 09 INTCON EQU 0BH EECON1 EQU 88H EECON2 EQU 89H ；RD EQU 0；定义位WR EQU 1RP0 EQU 5GIE EQU 7；ORG 0 GOTO WRSTART；ORG 10H WRSTART。
第四章：PIC架构
图 4-3：
时钟 / 指令周期 TCY1
TCY2
TCY3
Q1 Q2 Q3 Q4
OSC1
Q1
Q2
Q3
Q4
PC
PC
OSC2/CLKOUT (RC 模式 )
取指 (PC) 执行指令 (PC-1)
Q1 Q2 Q3 Q4
PC+1
取指 (PC+1) 执行指令 (PC)
Q1 Q2 Q3 Q4
PC+2
取指 (PC+2) 执行指令 (PC+1)
第 4 章 架构
目录
本章包括下面一些主要内容： 4.1 简介................................................................................................................................ 4-2 4.2 时序图 / 指令周期 ........................................................................................................... 4-5 4.3 指令流 / 流水线............................................................................................................... 4-6 4.4 I/O 端口描述................................................................................................................... 4-7 4.5 设计技巧....................................................................................................................... 4-12 4.6 相关应用笔记 ............................................................................................................... 4-13 4.7 版本历史....................................................................................................................... 4-14
PIC02PIC单片机结构
§1.4 数据存储器RAM 数据存储器RAM 数据存储器又称为文件寄存器， 数据存储器又称为文件寄存器，为了与片 文件寄存器 内的另一种数据存储器E PROM区分 区分， 内的另一种数据存储器E2PROM区分，又称它 RAM数据存储器 简称RAM。 RAM有以下 数据存储器， 为RAM数据存储器，简称RAM。 RAM有以下 的特点： 的特点： ㈠从PIC16F877的内部组织可以看出RAM的地址 PIC16F877的内部组织可以看出 的内部组织可以看出RAM的地址 宽度是9 (bit)的 因此RAM的最大寻址空间 宽度是9位(bit)的，因此RAM的最大寻址空间 512个字节 个字节(byte)。 是512个字节(byte)。 ㈡RAM是按照“体(Bank)”进行管理的，每个体 RAM是按照 是按照“ (Bank)”进行管理的 进行管理的， 128个字节。 512个字节可分为 个体， 个字节可分为4 为128个字节。 512个字节可分为4个体，从左 到右排列，分别记为体0 和体3 到右排列，分别记为体0、体1、体2和体3。
PIC16F87X 把程序存储器Falsh ROM 的每 PIC16F87X 把程序存储器 Falsh ROM的每 2K 的每2 个存储单元称为一页(page) 所以PIC16F874／ 个存储单元称为一页 (page) ， 所以 PIC16F874 ／ 877 的 8K×14 位的 Falsh ROM分为 4 页 ( 记为页 0 、 877的 14位的 位的Falsh ROM 分为 分为4 记为页0 和页3 PIC16F873／ 876的 14位 页 1 、 页 2 和页 3) ； 而 PIC16F873 ／ 876 的 4K×14 位 ROM ， 即页0 和页1 对于PIC16F870／ 的 Falsh ROM， 即页 0 和页 1 ； 对于 PIC16F870 ／ 871／872，2K×14位的Falsh ROM只有1页，即页0。 871／872， 14位的 位的Falsh ROM只有 只有1 即页0 如图所示(见书p27) 如图所示(见书p27)。 至于程序存储器为何需要分页? 至于程序存储器为何需要分页?分页到底有 何意义?此问题以后再讨论。 何意义?此问题以后再讨论。 PIC16F87X PIC16F87X 的程序存储器中有两个单元地址 比较特殊： 比较特殊：
pic单片机中文手册
pic单片机中文手册摘要：一、引言二、单片机的概念与特点三、PIC 单片机的发展历程四、PIC 单片机的内部结构1.中央处理器2.存储器3.输入输出端口4.定时器/计数器5.中断系统五、PIC 单片机的指令集1.指令格式2.寻址方式3.指令功能六、PIC 单片机的应用领域七、PIC 单片机的开发工具与方法八、结论正文：一、引言单片机（Microcontroller Unit, MCU）是一种集成了CPU、存储器、外设接口等多种功能于一体的微型计算机。
近年来，随着科技的飞速发展，单片机在我国得到了广泛的应用，特别是在工业控制、通信、家电等领域。
其中，PIC 单片机以其高性能、低功耗和易扩展性等特点，受到广大开发者的青睐。
本文将对PIC 单片机进行详细的介绍。
二、单片机的概念与特点单片机是一种集成电路，它将CPU、存储器、外设接口等多种功能集成在一块芯片上，具有体积小、成本低、功耗低、功能强大等特点。
单片机的出现，极大地推动了计算机和电子技术的普及和发展。
三、PIC 单片机的发展历程PIC 单片机起源于1980 年代，由美国Microchip 公司推出。
自那时以来，PIC 单片机经历了多个版本的发展，从最初的PIC16C5X 到现在的PIC24FJXXXGPX06A，性能得到了极大的提升。
四、PIC 单片机的内部结构PIC 单片机的内部结构主要包括中央处理器、存储器、输入输出端口、定时器/计数器、中断系统等部分。
1.中央处理器：PIC 单片机的核心部分，负责程序的执行和数据处理。
2.存储器：包括程序存储器和数据存储器，用于存储程序代码和数据。
3.输入输出端口：负责与外部设备进行数据交换。
4.定时器/计数器：用于计时、计数等功能。
5.中断系统：可以响应外部设备或内部模块产生的中断信号，实现程序的跳转和执行。
五、PIC 单片机的指令集PIC 单片机的指令集包括指令格式、寻址方式和指令功能三个方面。
1.指令格式：PIC 单片机的指令格式为14 位二进制代码。
PIC单片机第2章
PIC 16F87X microchip
FLASH型
端口A：RA（6线） 端口B：RB（8线） 端口C：RC（8线） 端口D：RD（8线） 端口E：RE（3线）
注：①只列出引脚的基本功能； ②28脚芯片只有RA、 RB 和RC端口。
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大连理工大学 电工电子实验中心 陈育斌
在了解PIC16F877的引脚时，要注意两点：
RB5
RB6 / PGC RB7 / PGD
38
39 40
大连理工大学 电工电子实验中心 陈育斌
引脚名称
PID 类型
复用功能说明
端口C：输入/输出可编程双向端口，此外还有第2、3 功能。 RC0/T1OSO/T1CK I RC1/T1OSI/CCP2 RC2/CCP1 RC3/SCK/SCL RC4/SDI/SDA 15 I/O TMR1的震荡输入 / 时钟输出
大连理工大学 电工电子实验中心 陈育斌
结构图
16.起振延时电路：当芯片上电延时后，该电路再提供一个1024个时钟周 期的延时，以保证振荡器有足够的时间来产生稳定的时钟信号； 17.看门狗定时器WDT：自带RC振荡器时钟源的定时器。用来监视程序 的运行状态。如果因某种原因使程序“脱离了”正常的“轨道” 而 “死机”时，能够强行将CPU复位，使系统从0000开始重新执行程 序。 18.欠压复位电路：当芯片的电源电压低于某个值时，CPU将不能正确的 执行指令，这样系统将会产生不可想象的后果。为了防止这种情况的 发生，PIC内部设立了电源监控电路，一旦电源电压低于某一个值时， 系统将自动产生复位，直到电源Vdd恢复正常后再延时72ms，CPU 才由复位状态转向运行状态。
引脚的“复用功能”；
1.
2.
PIC单片机原理及应用
PIC单片机原理及应用
8.1PIC单片机的构成
PIC单片机最基本的构成是由微处理器（CPU）、存储器、晶振和其他外围电路组成。
其中，CPU是PIC单片机的中心，控制单片机的工作，它由程序存储器、指令译码器、32位运算寄存器和位处理器等组成。
程序存储器存放PIC单片机的程序代码，是指令译码器的输入。
指令译码器将程序中的指令译码成机器指令，然后控制其它组成部分的运行。
32位运算寄存器处理和存储数据，可以实现32位的逻辑运算。
位处理器处理特定位操作，例如AND、OR、NOT等操作。
存储器是PIC单片机实现控制功能的重要组成部分，它储存PIC单片机执行程序时产生的控制信息和数据。
PIC单片机的存储器可分为ROM，RAM和EEPROM。
ROM是只读存储器，用于储存固定的程序代码。
RAM是随机存取存储器，用于存放程序临时产生的数据。
EEPROM是可编程无极存储器，用于储存用户自定义的数据和程序。
晶振用于提供PIC单片机的时钟信号，它的工作频率是内部振荡器的4倍，与PIC单片机的主频有关。
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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 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。
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 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
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
(W) = 01H
0020 : 11 1110 0011 0010 ADDLW 32H
地址
指令
助记符
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
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）。
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）
1.4 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
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 RC振荡器
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
1.5.1复位及复位电路
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
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 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。
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）
B6 INTEDG B5 TOCS B4 TOSE B3 PCFG3 B2 PCFG2 B1 PCFG1 B0 PCFG0
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（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-1
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 （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
第一章
PIC系列单片机结构原理
1.1 单）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
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。
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
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
PIC系列单片机结构原理
第一章 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
B7 IPR B6 PR1 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）。
1.1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
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。
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 1．PIC16F87X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。
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
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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。
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。
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
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。
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： 分频器分配给TMR0； 1： 分频器分配给WDT。
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。
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
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 3．PIC16F87X系列单片机的内部结构