PIC单片机原理及应用(第三版)(下)

主编: 李荣正
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第0章 键盘和显示
键盘和显示是单片机控制系统非常重要的人 机交互界面。
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0.1 八段数码显示
1、八段数码显示器的编码
数值
1 2 3 4 5
编码
06H 5BH 4FH 66H 6DH
数值
6 7 8 9 0
编码
7DH 07H 7FH 6FH 3FH
2、编码查表程序
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3、多位数字动态显示 多位数字动态显示涉及数据的传送和显示 位的控制。
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Bit6/SSPOV：接收溢出标志位，被动参数。 0：未发生接收溢出； 1：发生接收溢出。 注意：所指的接收溢出是缓冲器SSPBUF中 数据还未取出时，移位寄存器SSPSR中又收到 新的数据，原SSPSR中的数据丢失。
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Bit7/WCOL：写操作冲突检测位，被动参数。 在SPI从动方式下： 0：未发生冲突； 1：发生冲突。 注意：当WCOL=1, 正在发送前一个数据时， 又有新数据写入SSPBUF，必须用软件予以清零。
RK0 RK0 RK1 RK2 RK3 CK0 CK1 CK2 CK3 RK0 RK1 RK2 RK3 CK0 CK1 CK2 CK3 TO PIC1 6F877 RSW1 4K7 RSW2 4K7 RSW3 4K7 RSW4 4K7 RK3 C SW-PB D SW-PB E SW-PB F SW-PB RK2 8 SW-PB 9 SW-PB A SW-PB B SW-PB RK1 4 SW-PB 5 SW-PB 6 SW-PB 7 SW-PB 0 SW-PB 1 SW-PB 2 SW-PB 3 SW-PB
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Bit2／T1SYNC：TMR1外部输入时钟与系统时钟同步控制位，主 动参数。 当TMR1工作于计数器方式(TMR1CS＝1时)： 0: TMR1外部输入时钟与系统时钟保持同步； 1: TMR1外部输入时钟与系统时钟不保持同步； 当TMR1工作于定时器方式(TMR1CS＝0时)：该位不起作用。 Bit3／T1OSCEN：TMR1自带振荡器使能位，主动参数。 0: 禁上TMR1振荡器起振，使非门的输出端呈高阻态； 1: 允许TMR1振荡器起振。
MSSP接收/发送数据缓冲空间
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2．SSPSTAT（同步串口状态寄存器）
bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 SMP CKE D/A P S R/W UA BF
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Bit0/BF:缓冲器满标志位，被动参数。 仅仅用于SPI接收状态下： 0：缓冲器空； 1：缓冲器满。 Bit6/CKE：SPI时钟沿选择和I2C总线输入电平选择位。 在CKP = 0，静态电平为低时： 0：SCK的下降沿发送数据； 1：SCK的上升沿发送数据。 在CKP = 1, 静态电平为高时： 0：SCK的上升沿发送数据； 1：SCK的下降沿发送数据。
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同步串行口MSSP方式选择位
SSPM3-SSPM0 (Bit3-Bit0) 0000 0001 0010 0011 0100 0101 SPI工作方式 主控方式 主控方式 主控方式 主控方式 从动方式 从动方式 时钟 fosc/4 fosc/16 fosc/64 TMR2输出/2 SCK脚输入，使能SS引脚功能 SCK脚输入，关闭SS引脚功能， SS被用作普通数字I/O引脚
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三者的共同点：
它们的核心部分都是一个由时钟信号触发 ，按递增方式累加工作的循环计数器；从预先 设定的某一初始值开始累计，在累计到计数器 产生溢出，并且同时会建立一个相应的溢出中 断标志。
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7.2 定时器／计数器TMR1
定时器／计数器TMR1是一个16位的计数寄 存器，带有一个3位的可编程预分频器和一个 内置的低功耗低频时基振荡器。
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4．SSPSR移位寄存器
直接从端口引脚接收或发送数据，将已经成 功接收到的数据送到缓冲器SSPBUF中，或者从缓 冲器SSPBUF读取将发送的数据。
bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0
MSSP接收/发送数据串行移位空间
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9.1.2 SPI模式工作原理
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【例题】在电路原理图9-5基础上，对其电 路结构稍作调整，以便外扩展一个静态 128KEPROM数据存储器。利用RC3、RC4、RC5引 脚组成一个SPI同步串行方式，通过164移位产 生17位寻址功能，实现对HM628128的并行数据 传送（RD端口）。 编程要求：首先将256个数据00H-FFH存入 EPROM单元0000H-00FFH中，然后再将这些单元 中的数据逐个取出，送往数码显示区的最后两 位显示数据内容，每个数显示停留1秒种。
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9.1.1 SPI模式下相关寄存器
在SPI模式下，有关的寄存器共有10个， 其中无编址的只有一个SSPSR。这10个寄存器 中有6个寄存器是与其它模块共用的。另外有4 个寄存器与MSSP模块相关，它们是与I2C模式 共用的。
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1．SSPBUF（收/发数据缓冲器）
bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0
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第7章 定时器／计数器
定时器/计数器模块是大部分单片机都内 置的一项重要功能，定时器/计数器的正常工 作一般表现为计数累计功能，通常是由时钟脉 冲来驱动。 定时器/计数器模块一般适用于以下3种 不同的应用场合：
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从单片机I/O引脚上向外部电路输出一系列符合一定 时序规范的方波信号。 从单片机I/O引脚上，检测外部电路输入的一系列方 波信号的脉宽、周期或频率，以便单片机接收外部电 路的输入信号或通信信号。 单片机对其端口引脚上输入的由外部事件产生的触发 信号进行准确地计数，依据计数结果来控制完成相应 的动作。
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Bit7/SMP：SPI采样控制位兼I2C总线转换率控制位。 在SPI主控方式下： 0：在输出数据的中间采样输入数据； 1：在输出数据的末尾采样输入数据。 注意：在SPI从动方式下，SMP位必须置位。
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3．SSPCON（同步串口控制寄存器）
bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 WCOL SSPOV SSPEN CKP SSPM3 SSPM2 SSPM1 SSPM0
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TMR1控制寄存器T1CON
Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 - - T1CKPS1 T1CKPS0 T1OSCEN T1SYNC TMR1CS TMR1ON
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Bit0／TMR1ON：TMR1使能控制位(而TMR0不能被关闭的)， 主动参数。 0: 关闭TMR1，使TMR1退出活动状态，以节省能耗； 1: 启用TMR1，使TMR1进入活动状态。 Bit1／TMR1CS：时钟源选择位，主动参数。 0: 选择内部时钟源(fosc/4＝Tcyc指令周期)； 1: 选择外部时钟源，即时钟信号来源于外部引脚或 者自带振荡器。
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单片机配置3个定时器/计数器模块：
定时器/计数器模块 位宽 分频器 TMR0 TMR1 TMR2 8 预分频器 普通功能 定时/计数 特别功能 通用目的 备注
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定时/计数 捕捉或输出比较 低频时基振荡器 定时 脉宽调制
CCP：输入捕捉、输出比较和PWM脉冲宽度调制功能 低频时基振荡器 ：32768Hz
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定时器/计数器TMR1的特性：
既可工作于定时器模式又可工作于计数器
模式，还可用作实时时钟RTC； 在计数器溢出时，相应的溢出中断标志自 动置位，并可产生溢出中断。
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TMR1模块相关的寄存器
中断控制寄存器 INTCON TMR1控制寄存器T1CON 第一外设中断屏蔽寄存器 PIE1 高字节低字节TMR1H：TMR1L
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Bit4/CPK：时钟极性选择位。 0：表示空闲时时钟停留在低电平； 1：表示空闲时时钟停留在高电平。 Bit5/SSPEN：同步串口MSSP使能位。 在SPI模式下时，有关引脚必须正确的设定为输入或 输出状态。 0：关闭串行端口功能，且设定SCK、SOD、SDI和SS 为普通数字I/O脚； 1：允许串行端口工作，且设定SCK、SOD、SDI和SS 为SPI接口专用。
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分频器的分频比选择位，主动参数。
T1CKPS1—T1CKPSO(Bit5-bit4) 00 01 10 11 分频比 1:01 1:02 1:04 1:08
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定时器／计数器TMR1模块的电路结构
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TMR1与系统时钟的协调关系
与系统的 工作方式 协调关系 定时 同步 触发信号 指令周期信号 T1CKI 同步 计数 异步 T1OSI T1OSO-T1OSI T1CKI T1OSI T1OSO-T1OSI SLEEP状 态 TMR1 不工作 不工作 不工作 不工作 工作 工作 工作 分频器 不工作 工作 工作 工作 工作 工作 工作 捕捉、比 较功能 适用 适用 适用 适用 不适用 不适用 不适用
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MSSP模块主要应用于系统内部近距离的串行 通信扩展，如SPI、I2C模式。USART模块主要应 用于系统之间的远距离串行通信，在外围接口电 路及计算机通信中应用相当广泛。
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9.1 SPI串行通信模块
SPI（Serial Peripheral Interface）是 一种单片机外设芯片同步串行扩展接口，由摩 托罗拉公司推出。采用SPI接口外围器件的特 点是引脚性价比高等优点，因而在市场上得到 了广泛的应用。
要发送的数据通过数据总线送入发送缓冲 器，然后自动传送到移位寄存器中；移位寄存 器接收到数据自动传送到接收缓冲器，然后由 程序读取收到的数据；移位寄存器有移入和移 出两个端口，分别与收和发两条通信线路连接， 负责收发数据。
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SPI模式电路的基本结构