PIC单片机基础教程幻灯片学习教案

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1、会计学1PIC单片机基础教程幻灯片单片机基础教程幻灯片第一页，共34页。2第1页/共33页第二页，共34页。3PICPIC单片机基础教程单片机基础教程n n第一章第一章第一章第一章 单片机结构单片机结构单片机结构单片机结构(jigu)(jigu)(jigu)(jigu)原理原理原理原理 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页第三页，共34页。4第一章第一章第一章第一章 单片机结构单片机结构单片机结构单片机结构(jigu)(j

2、igu)(jigu)(jigu)原理原理原理原理n n单片机概述单片机概述(i sh) (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页第四页，共34页。51.1单片机概述(ish) 微型计算机是一种以电子器件为基础，可以接受微型计算机是一种以电子器件为基础，可以接受(jishu)(jishu)输入信息，并能够对各种输入的数字化信息进输入信息，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。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

3、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，它是能力和大容量存储功能，它是2020世纪人类最卓越的科学世纪人类最卓越的科学发明之一。发明之一。 单片微型计算机就是将单片微型计算机就是将CPUCPU、RAMRAM、ROMROM、定时、定时/ /计数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。机。 第4页/共33页第五页，共34页。61.1单片机概述(ish)单片机的应用单片机的应用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）单片机在仪器仪表中的应用）单片机在仪器仪表中的应

4、用 （2 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）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）单片机在智能）单片机在智能(zh nn)(zh nn)接口和多机系统中的应用接口和多机系统中的应用接口和多机系统中的应用接口和多机系统中的应用 （4 4）单片机在生活中的应用）单片机在生活中的应用）单片机在生活中的应用）单片机在生活中的应用 （5 5）微处理功能）微处理功能）微处理功能）微处理功能（6 6）通讯）通讯）通讯）通讯（7 7）军事）军事）军事）军事 第5页/共33页第六页，共34页。71.1单片机概述(ish)单片机工作

5、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页第七页，共34页。81.1 单片机概述单片机概述(i sh)n n 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n n 单片微型计算机系统的组成与通用计算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机的组成基本相同，都是由硬件系统和软件系统构成。件系统构成。n n 硬件（硬件（HardwareHardware）：是构成单片机的所有）：是构成单片机的所有实体部件，好比是人的躯体。它分为五大实体

6、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、存储器功能部件，即运算器、控制器、存储器（MemoryMemory）、输入（）、输入（InputInput）设备）设备(shbi)(shbi)和输出（和输出（OutputOutput）设备）设备(shbi)(shbi)。 第7页/共33页第八页，共34页。91.1单片机概述(ish) 0020 : 11 1110 0011 0010 ADDLW 32H (W) = 01H 地址(dzh) 指令 助记符第8页/共33页第九页，共34页。101.1单片机概述(ish)1.1.3PIC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

7、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页第十页，共34页。111.2PIC单片机基本结构(jigu)及信号引脚1.2.1PIC单片机内部基本(jbn)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年推出的是16F870、16F871、和16F872。第10页/共33页第十一页，共34页。121.2 PIC单片

8、机基本单片机基本(jbn)结构及信号引脚结构及信号引脚n n1.2.1 PIC单片机内部基本结构n n2PIC16F87X系列单片机概述 n n PIC16F87X系列单片机是一种具有(jyu)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11页/共33页第十二页，共34页。13表1-1 PIC16F87X系列单片机功能配置型号功能PIC16F

9、870PIC16F871PIC16F872PIC16F873PIC16F874PIC16F876PIC16F877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/D转换通道/个5855858CCP模块/个1112222串行

10、通讯模块USARTUSART无USARTUSARTUSARTUSART第12页/共33页第十三页，共34页。141.2PIC单片机基本结构(jigu)及信号引脚1.2.1PIC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FLASHROM、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(ginin)，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

11、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页第十四页，共34页。15第14页/共33页第十五页，共34页。161.2PIC单片机基本结构(jigu)及信号引脚1.2.2PIC1.2.2PIC单片机基本单片机基本(jbn)(jbn)信号引脚信号引脚 PIC16F87X系列单片机的引脚分为两种：一种(y zhn)为40脚（包括 871，874，877这三种），如图1-3所示；另一种(y zhn)为28脚（包括 870，872，873，876这四种） 第15页/共33页第十六页，共34页。171.2P

12、IC单片机基本(jbn)结构及信号引脚1.2.2PIC1.2.2PIC单片机基本单片机基本(jbn)(jbn)信号引脚信号引脚 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(d r)、第三功能引脚 第16页/共33页第十七页，共34页。18常用(chnyn)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(boh)数据的EEPROM存储器模块 第17页/共33页第十八页，共34页。19常用常用(chnyn)(chnyn)存储器存储器1.3.1数据(shj)寄存器

13、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(shyng)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页第十九页，共34页。20常用(chnyn)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(zhzhn)所产生的13位地址最大可寻址的程序

14、存储器空间为8K，相应的地址编码范围为0000H lFFFH。 第19页/共33页第二十页，共34页。21常用(chnyn)存储器1.3.2程序(chngx)存储器 为了对程序(chngx)存储器进行有效管理和使用，一般将PIC单片机的程序(chngx)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页第二十一页，共34页。22常用(chnyn)存储器专用寄存器2.程序状态(zhungti)寄存器STATUS；表1-9状态(zhungti)寄存器STATUS的各位功能标志Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0IPRRP1RP0TOPDZ

15、DCC第21页/共33页第二十二页，共34页。23程序程序(chngx)(chngx)状态寄存器状态寄存器STATUSSTATUS0: 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（

16、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3B7B6B5B4B3B2B1B0IPRPR1RP0TOPDZDCC第22页/共33页第二十三页，共34页。24常用常用(chnyn)(chnyn)存储器存储器专用专用(zhunyng)(zhunyng)寄存器寄存器SFRSFR3 3程序计数器（程序计数器（PCLPCL、PCLATHPCLATH） 第23页/共33页第二十四页，共34页。25常用(chnyn)存储器专用寄存器SFR4.端口寄存器PORTA-PORTEPIC16F8

17、77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(tmen)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24页/共33页第二十五页，共34页。26常用(chnyn)存储器专用寄存器SFR5.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(gngnng)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-1R/W-1R/W-1R/W-1R/W-1R/W

18、-1R/W-1R/W-1RBPUINTEDGT0CST0SEPSAPS2PS1PS0B7B6B5B4B3B2B1B0第25页/共33页第二十六页，共34页。27选择选择选择选择(xunz)(xunz)(xunz)(xunz)寄存器（寄存器（寄存器（寄存器（OPTION-REGOPTION-REGOPTION-REGOPTION-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

19、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 1101:256 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页第二十七页，共34页。281.4时钟电路(din

20、l)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(dnsh)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27页/共33页第二十八页，共34页。291.4时钟电路(dinl)与时序振荡电路(zhndndinl)与时钟信号晶体振荡器陶瓷谐振器方式第28页/共33页第二十九页，共34页。301.4时钟(shzhng)电路与时序振荡电路(zhndndinl)与时钟信号RC振荡器第29页/共33页第三十页，共34页。3115复位(fwi)、唤醒与看门狗功能复位(fwi)

21、及复位(fwi)电路第30页/共33页第三十一页，共34页。3215复位(fwi)、唤醒与看门狗功能1.5.2唤醒与低电耗运行休眠（SLEEP）方式与单片机的唤醒单片机执行一条SLEEP指令后，便进入了休眠（SLEEP）方式。单片机系统的低功耗设计（1）选择合适的模块（2）选择合适的工作条件（3）选择合适的振荡方式（4）合理(hl)处理I/O管脚第31页/共33页第三十二页，共34页。3315复位(fwi)、唤醒与看门狗功能1.5.3看门狗与系统的可靠性监视定时器WDT是PIC单片机最具特色的内容之一，定时计数脉冲是由芯片内专用的RC振荡器产生。它的工作既不需要任何外部器件，也与单片机的时钟电

22、路无关(wgun)。这样即使单片机的时钟停止，WDT仍旧能继续工作。第32页/共33页第三十三页，共34页。内容(nirng)总结会计学。3 寻址方式(fngsh)简单寻址空间独立。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。0： 算术或逻辑运算结果不为0。（1）LP方式(fngsh)：低功耗晶体振荡器方式(fngsh)。（2）XT方式(fngsh)：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)第三十四页，共34页。