PIC单片机架构

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
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PIC系列单片机结构原理
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
RBPU INTEDG T0CS T0SE PSA B7 B6 B5 B4 B3
PS2 PS1 B2 B1
PS0 B0
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B7 RBPU
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选择寄存器（OPTION-REG）
B6 INTEDG B5 TOCS B4 TOSE B3 PCFG3 B2 PCFG2 B1 PCFG1 B0 PCFG0
1.5.2 唤醒与低电耗运行 休眠（SLEEP）方式与单片机的唤醒
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）。
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
1.4 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
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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
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1．5复位、唤醒与看门狗功能
1.5.1复位及复位电路
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1．5复位、唤醒与看门狗功能
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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。
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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
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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。
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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
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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。
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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
1.1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
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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。
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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
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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
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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）。
工作和寻址。
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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）
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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。
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
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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: 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
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1.1 单片机概述
(W) = 01H
0020 : 11 1110 0011 0010 ADDLW 32H
地址
指令
助记符
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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： 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。
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1.3常用存储器
1.3.3专用寄存器SFR 3．程序计数器（PCL、PCLATH）
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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。
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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 OnlΒιβλιοθήκη Baidu Memory）两类。
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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
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第一章 单片机结构原理
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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
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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。