单片机第二章教材

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1、 存储储器是单单片机中一个非常重要的部件，专专 门门用于存放指令、数据和运算结结果。 分析F877单单片机存储储器构架，可以从其配置 的三大模块块着手进进行，它们们是： 8K l4位FLASH程序存储储器 5128位数据存储储器RAM 2568位可掉电电保护护数据的EEPROM存储储器 模块块。 第第2 2章章 PICPIC单片机单片机存储器存储器 1 存储储器从使用功能上来分，可分为为随机存 储储器RAM（Random Access Memory）和只读读存储储 器ROM（Read Only Memory）两类类。 2.1 2.1 存储器分类存储器分类 2 F877程序存储储器具有13位宽宽

2、的程序计计数 器PC。PC指针针所产产生的13位地址最大可寻寻址的 程序存储储器空间为间为 8K，相应应的地址编码编码 范围围 为为0000HlFFFH。 F877归归属于中档单单片机，其指令字节宽节宽 度 为为14位，内部构架配置了8K l4位的闪烁闪烁 FLASH程序存储储器。 2.2 2.2 程序存储器构架程序存储器构架 3 一般将整个程序存储器以2KB为单位进行分 页（PAGE），如图所示F877单片机，8KB程序存 储器共分作4页，分别称为“页0”、“页l”、 “页2”和“页3”。 程序计数器高8位PCLATH 的Bit4-Bit3位构成程序存储器分页的选择位， 对应的地址空间如下：

3、 PCLATH Bit4：Bit3： 0 0 页0：0000H 07FFH 0 1 页l：0800H 0FFFH 1 0 页2：1000H 17FFH 1 1 页3：1800H 1FFFH 4 5 6 PIC16F877 PIC16F877 单片机架构程序存储器单片机架构程序存储器 最大8K字(13 位) 程序 存储空间 程序空间按页面划分， 每页2K字 (11 位)；最 多四页。 页面选择 PCLATH 复位向量地址 0000h 中断向量地址 0004h Page 0Page 0 00000000h h 00040004h h 0707FFhFFh InterruptInterrupt Re

4、setReset Page 1Page 1 08000800h h 0 0FFFhFFFh Page 2Page 2 10001000h h 1717FFhFFh Page 3Page 3 18001800h h 1 1FFFhFFFh PCLATH = 00PCLATH = 00 PCLATH = 01PCLATH = 01 PCLATH = 10PCLATH = 10 PCLATH = 11PCLATH = 11 7 程序存储储器中有2个单单元地址比较较特殊， 除了具备备同其他单单元地址一样样的普通用途外， 还还具有专门专门 用途： 0000H：用作单单片机系统统的复位矢量； 0004H：

5、用作系统统特殊模块块的中断矢量。 复位矢量中断矢量复位矢量中断矢量 8 F877用于存储储数据的RAM单单元比一般单单片 机RAM的功能要强大得多，它除了具备备普通 RAM的功能之外，每一个单单元都能实现实现 移位、 置位、复位和位测试测试 等通常由寄存器才能完 成的功能操作。 2.3 2.3 数据存储器构架数据存储器构架 9 RAM数据存储储器和FLASH程序存储储器一样样在空 间间构架上，进进行类类似方式进进行分区。按横向排 列，分为为4个“体”（BANK），从左到右分别记别记 为为“体0”、“体1”、“体2”和“体3”，每 个体为为128个8位宽宽的存储储器单单元。 RP1：RP0 体域

6、 寄存器地址 0 0 体0： 000H 07FH 0 1 体1： 080H 0FFH 1 0 体2： 100H l7FH 1 1 体3： 180H lFFH 数据存储器分区数据存储器分区 10 数据存储器数据存储器 四个存储体每个 128 字节 特殊功能寄存器 存储体选择通过 Status中的 RP0,1 和 IRP 512单元 368有效GPR GPRsGPRs SFRsSFRs Bank0Bank0 000000h h 0101FhFh 020020h h 0707FhFh GPRsGPRs SFRsSFRs Bank1Bank1 080080h h 0909FhFh 0 0A0hA0h

7、0 0FFhFFh 0 0F0hF0h GPRsGPRs SFRsSFRs Bank2Bank2 100100h h 1111FhFh 120120h h 1717FhFh 170170h h GPRsGPRs SFRsSFRs Bank3Bank3 180180h h 1919FhFh 1 1A0hA0h 1 1FFhFFh 1 1F0hF0h RP RP RP RPRP RP RP RP = 00 = 01 = 10 = 11 = 00 = 01 = 10 = 11 11 12 有些寄存器单单元在4个体上是互相映射的， 如状态态寄存器STATUS、间间接寻寻址寄存器INDF、 程序计计数器

8、低8位PCL、文件选择选择 寄存器FSR、 程序计计数器高8位PCLATH和中断控制寄存器 INTCON。 所谓谓互为为映射就是说说，在4个体内的相同 位置，物理上对应对应 同一个寄存器单单元，所以该该 单单元具备备4个不同的地址。 互相映射互相映射 13 F877单单片机的通用寄存器GPR（General Purpose Registers），可由用户户自行支配存放 随机数据。 地址区域：F0H-FFH、170H-l7FH和1F0H- 1FFH，都可以索引（或映射）到体0的16个RAM 单单元。 这样这样 安排是为为了便于中断服务务程序的设计设计 和数据处处理，就可以在程序设计设计 中能够够

9、有效突 破体的限制而定义义通用的变变量函数。 2.3.1 2.3.1 通用寄存器通用寄存器 14 特殊功能寄存器SFR（Special Function Registers）是用于专专用目的的寄存器，每个寄 存器单单元，甚至其中的每一位，都有它自己特 定的名称和用途。 主要涉及PIC内核结结构、外围围功能模块块的 配置和数据通信方式的定义义，是单单片机赖赖于正 常运行的工作平台。所以，特殊功能寄存器又 称为专为专 用寄存器。 可以依据它们们不同的用途分为为两类类：一类类 是与CPU内核相关的寄存器；另一类类是与外围围模 块块相关的寄存器。 2.3.2 2.3.2 特殊功能寄存器特殊功能寄存器

10、15 状态态寄存器的内容用来记录记录 算术逻辑单术逻辑单 元 ALU的运算结结果状态态、CPU的特殊运行状态态以及 RAM数据存储储器体间选择间选择 等信息。 1 1状态寄存器状态寄存器STATUSSTATUS 16 Bit0C：进位/借位标志，被动参数。 0：执行加法（或减法）指令时，如果最高 位无进位（或有借位）； 1：执行加法（或减法）指令时，如果最高 位有进位（或无借位）。 状态标志位状态标志位 17 Bit1DC：辅助进位/借位标志，被动参数。 0：执行加法（或减法）指令时，如果低4位向 高4位无进位（或有借位）； 1：执行加法（或减法）指令时，如果低4位向 高4位有进位（或无借位）

11、。 Bit2Z：零标志，被动参数。 0：算术或逻辑运算结果不为0； 1：算术术或逻辑逻辑 运算结结果为为全0。 18 Bit6-Bit5RP1-RP0：RAM数据存储器体选位 ，仅用于直接寻址。 两位复合选择RAM数据存储器4个体，具 体关系如下： RP1、RP0 = 0 0 选中体0 RP1、RP0 = 0 1 选中体1 RP1、RP0 = 1 0 选中体2 RP1、RP0 = 1 1 选中体3 数据存储器体选位数据存储器体选位 19 Bit7IRP：RAM数据存储器体选位，仅用于间 接寻址。 0：选择数据存储器低位体： 即体0（FSR的Bit7=0）或体1（FSR的 Bit7=1）； 1:

12、 选择选择 数据存储储器高位体： 即体2（FSR的Bit7=0）或体3（FSR的 Bit7=1）。 20 在RAM数据存储储器中，有一个非常特别别的寄 存器INDF它的专专有功能是与FSR寄存器配合，实实 现间现间 接寻寻址。 当访问访问 地址INDF时时，实际实际 上是访问访问 以FSR 内容为为地址的数据存储储器RAM单单元。 2 2间接寻址的寄存器间接寻址的寄存器INDFINDF和和FSRFSR 21 在直接寻寻址中，体选码选码 来自状态态寄存器 STATUS的RP1和RPO位，体内的单单元地址直接来 自指令机器码码。而在间间接寻寻址中，体选码选码 由 STATUS的IRP位和FSR寄存

13、器的BIT7组组成。 直接寻址直接寻址/ /间接寻址方式的示意图间接寻址方式的示意图 22 程序计计数器PC指针宽针宽 13位，它的内容指向 CPU将要执执行的下一条指令所在程序存储储器单单 元的地址。 低8位PCL有自己的地址，可读读可写；而高5 位PCH和其它单单片机不一样样，即没有自己的地 址，不能用软软件访问访问 ，也就不能直接写人，只 能用寄存器PCLATH装载载的方式进进行间间接写人。 3 3与与PCPC相关的寄存器相关的寄存器PCLPCL和和PCLATHPCLATH 23 两种情况下两种情况下PCPC值的装入过程值的装入过程 PCLATH对于高5位PCH的装载分两种情况： 一种情

14、况是当执行以PCL为目标的写操作指令 时，PC的低8位来自算术逻辑单元ALU，PC的高5 位来自PCLATH的低5位； 另一种情况是当执行跳转指令GOTO或调用子 程序指令CALL时，PC的低11位来自指令码中直接 携带的11位地址，高2位由PCLATH3-4提供。 24 25 程序存储器程序存储器: : PC PC 绝对寻址绝对寻址 OP CODEOP CODE k k k k k k k k 14-14-位位 call call 和和gotogoto指令指令 k k k k k k k k k k k k k k 通过 CALL 和 GOTO修改 PC (程序指针) k k k k k k

15、 k k k k k k k k k k k k x x x x x x k k k kx x x x x x PCLATHPCLATH寄存器寄存器 有效的有效的 13- 13-位程序存储器地址位程序存储器地址 11-11-位位 来自指令来自指令 2-2-位位 来自来自 PCLATHPCLATH k k k k k k k k 26 PCH PCH PCL PCL 13-13-位程序指针位程序指针 PCLATH PCLATH 内部数据总线内部数据总线 5 5 5 5 8 8 movlwmovlw HIGH DelayHIGH Delay movwfmovwfPCLATHPCLATH movlwmovlw LOW DelayLOW Delay movwfmovwfPCLPCL * *对于读对于读PCPC值时：值时： 仅从仅从PCLPCL读低读低8 8位值，位值， PCHPCH不会被载入到不会被载入到PCLATHPCLATH 程序存储器程序存储器: : PC PC 相对寻址相对寻址 27 主要用于设设置定时时/计计数器TMR0、前后分频频 器、外部INT中断以及B端口的弱上拉功能等各 种控制位。 4 4选项寄存器选项寄存器OPTION_REGOPTION_REG 28 Bit2-Bit0Bit2-Bit0PS2-PS0PS2-PS0：分频器倍率选择位分频器倍率选择位 29 Bit