单片机础教程

1、第一章第一章 picpic系列单片机结构原理系列单片机结构原理第一章第一章 picpic系列单片机结构原理系列单片机结构原理pic单片机基础教程第一章第一章 单片机结构原理单片机结构原理 第二章第二章 指令系统指令系统 第三章第三章 i/oi/o接口接口 第四章第四章 a/da/d转换转换 第五章第五章 定时定时/ /计数器计数器 第六章第六章 中断系统中断系统 第七章 单片机软硬件调试及硬件维修技术 第八章第八章 实验指导实验指导 第一章第一章 picpic系列单片机结构原理系列单片机结构原理第一章第一章 单片机结构原理单片机结构原理1.1单片机概述 1.2 pic单片机基本结构及信号引脚

2、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 第一章第一章 picpic系列单片机结构原理系列单片机结构原理1.1 单片机概述 微型计算机微型计算机是一种以电子器件为基础，可以接受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。和逻辑运算，最后产生输出的电子设备。 微型计算机微型计算机既有快速运算能力，又有极强逻辑判既有快速运算能力，又有极强逻辑判断能力和大容量存储功能，它是断能力和大容量存储功能，它是20世纪人类最卓越的世纪人类最卓越的科学发明之一。科学发

3、明之一。 单片微型计算机单片微型计算机就是将就是将cpu、ram、rom、定、定时时/计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的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。微型计算机。 第一章第一章 picpic系列单片机结构原理系列单片机结构原理1.1 单片机概述单片机的应用单片机的应用 （1 1）单片机在仪器仪表中的应用）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单片机在生活中的应用 （5）微处理功能微处理功能（6）通讯通讯（7 7

4、）军事）军事 第一章第一章 picpic系列单片机结构原理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 第一章第一章 picpic系列单片机结构原理系列单片机结构原理1.1 单片机概述 2 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 单片微型计算机系统的组成与通用计算机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的组成基本相同，都是由硬件系统和软件系统构成。统构成。 硬件（硬件（hardware

5、hardware）：是构成单片机的所有实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、存储器部件，即运算器、控制器、存储器（memorymemory）、输入（）、输入（inputinput）设备和输出）设备和输出（outputoutput）设备。）设备。 第一章第一章 picpic系列单片机结构原理系列单片机结构原理1.1 单片机概述 0020 : 11 1110 0011 0010 addlw 32h (w) = 01h 地址地址 指令指令 助记符助记符第一章第一章 picpic系列单片机结构原理系列单片机结构原理1.

6、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 第一章第一章 picpic系列单片机结构原理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 1pic16f87x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

7、年推出的是16f870、16f871、和16f872。 第一章第一章 picpic系列单片机结构原理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2pic16f87x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。 第一章第一章 picpic系列单片机

8、结构原理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pic16f870pic16f871pic16f872pic16f873pic16f874pic16f876pic16f877工作频率dc-20dc-20dc-20dc-20dc-20dc-20dc-20flash存储器/b2k142k142k144k144k148k148k14ram/b128128128192192368368eeprom/b646464128128256256中断/个10111013141314i/o端口a、b、ca、b、c、d、ea、b、ca、b、ca、b、c、d、ea、b、ca、b、c、d

9、、e定时器/个3333333a/d转换通道/个5855858ccp模块/个1112222串行通讯模块usartusart无usartusartusartusart第一章第一章 picpic系列单片机结构原理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 3pic16f87x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，内部含有处理芯片，内部含有flash rom、ram、eeprom、i/o端端口、口、a/d转换器、捕捉器转换器、捕捉器/比较器比较器/pwm、串

10、行通信端口、定时、串行通信端口、定时器器/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，程序存储器总线是位宽，程序存储器总线是14位位宽。集成于片内的数据存储器通过片内的宽。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位总线与算术逻辑单元元alu连接，可以直接通过内部总线传送信息，以寄存器方式连接，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。工作和寻

11、址。 第一章第一章 picpic系列单片机结构原理系列单片机结构原理第一章第一章 picpic系列单片机结构原理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系列单片机系列单片机的引脚分为两种：一种的引脚分为两种：一种为为4040脚（包括脚（包括 871871，874874，877877这三种），如图这三种），如图1-31-3所示；另一种为所示；另一种为2828脚脚（包括（包括 870870，872872，873873，876876这四种）这四种） 第一章第一章 picpic系列单片机结构原理系列单片机结构原理1.2 pic单片

12、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、电源和地线引脚 2、时钟振荡器输入、时钟振荡器输入/输输出引脚出引脚 3、复位信号和编程输、复位信号和编程输入引脚入引脚 4、输入、输入/输出端口和第输出端口和第二、第三功能引脚二、第三功能引脚 第一章第一章 picpic系列单片机结构原理系列单片机结构原理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5128位数据存储器ram2568位可掉电保护数据的eeprom存储器模块 第一章第一章 picpic系列单片机结构原理系列单片机结构原理1.3常用存储器1.3.1 数据寄存器

13、 存储器是单片机中一个存储器是单片机中一个非常重要的部件，专门非常重要的部件，专门用于存放指令、数据和用于存放指令、数据和运算结果。存储器从使运算结果。存储器从使用功能上来分，可分为用功能上来分，可分为随机存储器随机存储器ram（random access memory）和只读存储）和只读存储器器rom（read only memory）两类。）两类。 第一章第一章 picpic系列单片机结构原理系列单片机结构原理1.3常用存储器1.3.2 程序存储器 pic16f87x87x单片机内部配置了单片机内部配置了8k8kl4l4位的闪速（位的闪速（flash）程）程序存储器，可以很方便进行在序存储

14、器，可以很方便进行在线擦除和烧写，寿命可达线擦除和烧写，寿命可达10001000次以上。次以上。 pic16f87x87x程序存储器具有程序存储器具有1313位宽的程序计数器位宽的程序计数器pc。pcpc指指针所产生的针所产生的1313位地址最大可寻位地址最大可寻址的程序存储器空间为址的程序存储器空间为8k8k，相，相应的地址编码范围为应的地址编码范围为00000000h h lfffhfffh。 第一章第一章 picpic系列单片机结构原理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为了对程序存储器进行有效管理和使用，一般将有效管理和使用，一般将pic单片机

15、的程序存储器单片机的程序存储器分成几个页面，如图所示分成几个页面，如图所示.分别用分别用“页页0”、“页页1”等表示。等表示。 第一章第一章 picpic系列单片机结构原理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 bit0ipr rp1 rp0 to pd z dc c第一章第一章 picpic系列单片机结构原理系列单片机结构原理程序状态寄存器status0: 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

16、）指令时，如果最高位有进位（或借位）。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）。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。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）。rp1、rp0 = 0 0 选中区0rp1、rp0 = 0 1 选中区1rp1、rp0 = 1 0 选中区2rp1、rp0 = 1 1 选中区3b7b6b5b4b3b2b1b0iprpr

17、1rp0topdzdcc第一章第一章 picpic系列单片机结构原理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） 第一章第一章 picpic系列单片机结构原理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。 第一章第一章 picpic

18、系列单片机结构原理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（选择寄存器（option-reg）是一个可读）是一个可读/写的写的8位寄存器位寄存器它的功能是用于配置它的功能是用于配置tmr0/wdt预定标器、外部预定标器、外部int中断、中断、tmr0和端口和端口b的弱上拉等。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-1rbpu intedg t0cs t0se psa ps2 ps1 ps0b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0第一章第一章 picpi

19、c系列单片机结构原理系列单片机结构原理选择寄存器（option-reg）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： 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。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。tmr0比率wdt比率ps2 ps1 ps01:2 1:1 0001:4 1:2 0011:8 1:4 0101:16 1:8 0111:32 1:16 1001:64 1:32 1011:128 1:64 1101:2

20、56 1:128 1110： 分频器分配给tmr0；1： 分频器分配给wdt。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。b7b6b5b4b3b2b1b0rbpuintedgtocstosepcfg3pcfg2pcfg1pcfg0 第一章第一章 picpic系列单片机结构原理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。第一章第一章 picp