PIC单片机基础教程幻灯片实用教案

1、1第1页/共33页第一页，共34页。2PICPIC单片机基础教程单片机基础教程 第一章第一章 单片机结构单片机结构(jigu)(jigu)原理原理 第二章 指令系统(zh ln x tn) 第三章 I/O接口(ji ku) 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2页/共33页第二页，共34页。3第一章 单片机结构(jigu)(jigu)原理 单片机概述(i sh) 1.2 PIC单片机基本结构(jigu)及信号引脚 常用存储器 1.4 时钟电路与时序 复位、唤醒与看门狗功能 第3页/共33页第三页，共34页。41

2、.1 单片机概述(i sh) 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(jish)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4页/共33页第四页，共34页。51.1 单片机概述(i sh)单片机的应用单片机的应用 （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）

3、单片机在智能）单片机在智能(zh nn)接口和多机系统中的应用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）军事）军事 第5页/共33页第五页，共34页。61.1 单片机概述(i sh)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(shch)端口的强大功能 （4）品种系列化 第6页/共33页第六页，共34页。71.1 单片机概述单片机概述(i sh) 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与通用计算机的组成基本相同，

4、都是由硬件系统和软件系统构成。 硬件（HardwareHardware）：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（MemoryMemory）、输入（InputInput）设备(shbi)(shbi)和输出（OutputOutput）设备(shbi)(shbi)。 第7页/共33页第七页，共34页。81.1 单片机概述(i sh) 0020 : 11 1110 0011 0010 ADDLW 32H (W) = 01H 地址(dzh) 指令 助记符第8页/共33页第八页，共34页。91.1 单片机概述(i sh) 1.1.3 PIC单片机的主要特

5、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(dl) 4 精简指令RISC技术 5 低功耗和负载的能力强 第9页/共33页第九页，共34页。101.2 PIC单片机基本(jbn)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(boku)：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1

6、6F872。 第10页/共33页第十页，共34页。111.2 PIC单片机基本结构单片机基本结构(jigu)及信号引脚及信号引脚 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(b tn)的应用要求。 第11页/共33页第十一页，共34页。12表1-

7、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、E定时器/个3333333A/

8、D转换通道/个5855858CCP模块/个1112222串行通讯模块USARTUSART无USARTUSARTUSARTUSART第12页/共33页第十二页，共34页。131.2 PIC单片机基本结构(jigu)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(jy)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

9、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。 第13页/共33页第十三页，共34页。14第14页/共33页第十四页，共34页。151.2 PIC单片机基本(jbn)结构及信号引脚1.2.2 PIC单片机基本(jbn)信号引脚 PIC16F87X系列单片机的引脚分为(fn wi)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） 第15页/共33页第十五页，共34页。1

10、61.2 PIC单片机基本结构(jigu)及信号引脚1.2.2 PIC单片机基本(jbn)信号引脚 1、电源和地线引脚 2、时钟振荡器输入/输出(shch)引脚 3、复位信号和编程输入引脚 4、输入/输出(shch)端口和第二、第三功能引脚 第16页/共33页第十六页，共34页。17常用(chn yn)存储器PIC16F877单片机存储器构架(u ji) : 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17页/共33页第十七页，共34页。18常用(chn yn)存储器1.3.1 数据(shj)寄存器 存储器是单片机中一个非常重要

11、(zhngyo)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。 第18页/共33页第十八页，共34页。19常用(chn yn)存储器1.3.2 程序(chngx)存储器 PIC16F87X单片机内部配置了8Kl4位的闪速（FLASH）程序存储器，可以很方便进行在线(zi xin)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

12、为0000H lFFFH。 第19页/共33页第十九页，共34页。20常用(chn yn)存储器1.3.2 程序(chngx)存储器 为了(wi le)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20页/共33页第二十页，共34页。21常用(chn yn)存储器专用寄存器2. 程序(chngx)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21页/共33页第二十一页，

13、共34页。22程序程序(chngx)状态寄存器状态寄存器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）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0R

14、P1、RP0 = 0 1 选中区1RP1、RP0 = 1 0 选中区2RP1、RP0 = 1 1 选中区3B7B6B5B4B3B2B1B0IPRPR1RP0TOPDZDCC第22页/共33页第二十二页，共34页。23常用(chn yn)存储器专用(zhunyng)寄存器SFR 3程序计数器（PCL、PCLATH） 第23页/共33页第二十三页，共34页。24常用(chn yn)存储器专用寄存器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(jiohun)信息。与这5个端口对应的是地址位于“区0”的5个端口寄

15、存器，它们分别是PORTA、PORTB、PORTC、PORTD和PORTE，CPU与外界交换(jiohun)的信息在这些寄存器中暂存。 第24页/共33页第二十四页，共34页。25常用(chn yn)存储器专用寄存器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(wib)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-1RBPU INTEDG T0CS T0SE PSA PS2 PS1 PS0B7 B

16、6 B5 B4 B3 B2 B1 B0第25页/共33页第二十五页，共34页。26选择选择(xunz)寄存器（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

17、 1001:64 1:32 1011:128 1:64 1101:256 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26页/共33页第二十六页，共34页。271.4 时钟(shzhng)电路与时序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(fngsh):（1）LP方式(fngsh)：低功耗晶体振荡器方式(fngsh)；（2）XT方式(fngsh)：

18、晶体陶瓷谐振器方式(fngsh)；（3）HS方式(fngsh)：高速晶体陶瓷谐振器方式(fngsh)；（4）RC方式(fngsh)：阻容振荡器方式(fngsh)。第27页/共33页第二十七页，共34页。281.4 时钟(shzhng)电路与时序振荡电路与时钟(shzhng)信号 晶体振荡器陶瓷谐振器方式 第28页/共33页第二十八页，共34页。291.4 时钟(shzhng)电路与时序振荡电路与时钟(shzhng)信号 RC振荡器 第29页/共33页第二十九页，共34页。3015复位(f wi)、唤醒与看门狗功能复位(f wi)及复位(f wi)电路 第30页/共33页第三十页，共34页。3115复位(f wi)、唤醒与看门狗功能1.5.2 唤醒与低电耗运行 休