PIC16C5X单片机应用与设计中国工控网Word下载.docx

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-军工级：

2.5V～6.0V

内部自振式看门狗（WDT）

低功耗模式（Sleep），耗电小于10uA。

内部复位电路

内带一个8位定时器/计数器（RTCC）

具备保密位。

保密熔丝可在程序烧写时选择将其熔断，则程序不能被读出拷贝。

提供四种可选振荡方式

-低成本的阻容（RC）振荡-RC

-标准晶体/陶瓷振荡-XT

-高速晶体/陶瓷振荡-HS

-低功耗，低频晶体振荡─LP

12～20根双向可独立编程I/O口。

每根I/O口都可由程序来编程决定其输入/输出方向。

低功耗

<

2mA　　@5V，4MHz

15uA　@3V，32KHz

3uA　　低功耗模式　@3V，0°

C～70°

C

第二节PIC16C5X型号介绍及引脚介绍

PIC16C5X有五种型号，见下表：

PIC16C5X管脚图如下：

图1.1PIC16C5X管脚图

表1.2描述了各引脚的功能：

注：

RTCC设置成内部定时器时（由程序设定），这时应将RTCC端接VSS或VDD，以避免干扰。

采用RC振荡时，OSC2端输出一OSC1的4分频信号。

第三节PIC16C5X　内部结构

PIC16C5X在一个芯片上集成了一个8位算术逻辑单元ALU和工作寄存器（W）；

384～2K的12位程序存储器（ROM）；

32～80个8位数据寄存器（RAM）；

12～20个I/O口端；

8位计数器及预分频器；

时钟、复位、及看门狗计数器等。

内部结构如图1.2所示：

图　1.2　PIC16C5X　内部结构

从图中可以看到，PIC16C5X有个特点，就是把数据存储器RAM当作寄存器来寻址使用以方便编程。

寄存器组按功能分成二部分，即特殊寄存器组和通用寄存器组。

特殊寄存器组包括实时时钟计数器RTCC，程序计数器PC，状态寄存器Status，I/O口寄存器以及存储体选择寄存器FSR。

这些寄存器稍后我们还要详细论述。

PIC总线结构采取数据线（8位）和指令线（12位）独立分离的哈佛（Harvard）结构。

这样可使单片机的指令速度得到提高。

当一条指令在ALU中执行时，下一条指令已经被取出放到指令寄存器等待执行了。

算术逻辑单元ALU和工作寄存器（W）承担算术逻辑操作任务。

PIC16C5X提供二级堆栈（Stack），所以子程序调用只有二层。

使用时一定要注意这点，否则程序运行将失去控制。

第四节程序存储器及堆栈

PIC16C5X内部有384～2K的只读程序存贮器，下面论述其结构和堆栈。

§

1.4.1　程序存储器结构

PIC16C5X程序存储器结构如图1.3所示：

从上图可看出，PIC程序存储器采用分页结构，每页长0.5K。

因此对于PIC16C52程序存储器在1页之内，而对于PIC16C54和PIC15C55程序存储器容量为1页，PIC16C56和PIC16C57的容量则分别为2页和4页。

页面地址由状态寄存器f3的第5位和第6位（PA0、PA1）确定。

程序转移时，在本页内可直接进行；

在需跨页跳转时（GOTO、CALL指令），则必须根据将要跳转去的页面，把f3中的PA0、PA1位置成相应的值。

具体请参考f3寄存器描述及§

2.7.2程序设计基础的程序技巧例子。

1.4.2　堆栈

PIC16C5X设有二层堆栈，堆栈1和堆栈2，供子程序调用。

涉及堆栈操作的指令有二条。

1、CALL--在主程序中第一次执行CALL指令时，将PC值加1后推入堆栈1，堆栈1原有的内容则被推入堆栈2中。

这时子程序中还可再做一次子程序嵌套，即再执行一次CALL指令。

如果子程序调用多于二层时，堆栈中只存放最近的二个返回地址。

当执行一条CALL指令时，状态寄存器f3中的将页面寻址位PA1、PA0将被置入到PC的最高二位（第11位和第10位），而PC的第9位总是被置为0，如图1.3所示。

所以这时PC值将是

这意味着在PIC16C5X中，子程序起始地址只能放在每个程序存储页面的上半页，即低地址的那一半（000－0FF、200－2FF、400－4FF、600－6FF）。

注意，这里指的是子程序的起始地址，即子程序头。

而子程序体是可以延伸到下半页去的。

对于PIC16C56和PIC16C57，由于程序空间分别为1K和2K，可能存在跨页面子程序调用。

所以调用子程序前必须先把f3中的PA0、PA1设置成该子程序所在的页面地址。

返回后再将其恢复成当前的页面值。

当然如果这时子程序是在同一页面，则可省去这一过程。

2、RETLW--该指令把栈顶（堆栈1）的值写入PC，同时还把堆栈2的值拷贝到堆栈1去。

子程序总是返回到调用它时所在的地方，不管它是处在什么页面，也不管f3寄存器中的PA0、PA1这时是指在什么页面。

但是执行RETLW（子程序返回）指令并不会改变f3中PA0、PA1的值，所以当你从一次跨页面的子程序调用返回时，不要忘了恢复f3中的原先的PA0和PA1值。

请参考上面关于CALL指令的叙述。

由于堆栈和PC的宽度是相同的，所以你可以在程序的任何地方执行一条CALL指令来调用子程序。

但是对于跨页面的调用，你要小心处理f3中的页面地址位PA0和PA1，请参考第二章指令详解中的CALL实例。

第五节数据存储器

PIC16C5X把数据存储器RAM都当作寄存器来使用以使寻址简单明洁，它们功能上可分为操作寄存器、I/O寄存器、通用寄存器和特殊功用寄存器。

它们的组织结构如图1.4所示：

这些寄存器用代号F0～F79来表示。

F0～F4是操作寄存器，F5－F7是I/O寄存器，其余为通用寄存器。

特殊功用寄存器地址对用户不透明。

1.5.1　操作寄存器

1、F0　间址寄存器

寻址F0实际上意味着间址寻址。

实际地址为寄存器选择寄存器F4的内容。

例：

MOVLW10　

MOVWF　f4　　　；

10→f4

MOVLW　55　

MOVWF　f0　　　；

55→f10

2、F1　实时时钟/计数寄存器（RTCC）

此寄存器是一个8位计数器。

和其他寄存器一样可由程序进行读写操作。

它用于对外加在RTCC引脚上的脉冲计数，或对内部时钟计数（起定时器作用）。

图1.5　RTCC　方块图

上图中可看出RTCC工作状态由OPTION寄存器控制（参见§

1.5.4），其中OPTION寄存器的RTS位用来选择RTCC的计数信号源，当RTS为"

1"

时，信号源为内部时钟，RTS为"

0"

时，信号源为来自RTCC引脚的外部信号。

OPTION寄存器的PSA位控制预分频器（Prescaler）分配对象，当PSA位为"

，8位可编程预分配给RTCC，即外部或内部信号经过预分频器分频后再输出给RTCC。

预分频器的分频比率由OPTION内的PS0～PS2决定。

这时涉及写f1（RTCC）寄存器的指令均同时将预分频器清零。

但要注意OPTION寄存器内容仍保持不变，即分配对象、分频比率等均不变。

OPTION的RTE位用于选择外部计数脉冲触发沿。

当RTE为"

时为下降沿触发，为"

时为上升沿触发。

RTCC计数器采用递增方式计数，当计数至FFH时，在下一个计数发生后，将自动复零，重新开始计数，以此一直循环下去。

RTCC对其输入脉冲信号的响应延迟时间为2个机器周期，不论输入脉冲是内部时钟、外部信号或是预分频器的输出。

响应时序见图1.6。

RTCC对外部信号的采样周期为2个振荡周期。

因此当不用预分频器时，外加在RTCC引脚上的脉冲宽度不得小于2个振荡周期，即1/2指令周期。

同理，当使用预分频器时，预分频器的输出脉冲周期不得小于指令周期，因此预分频器最大输入频率可达N.fosc/4，N为预分频器的分频比，但不得大于50MHZ。

当RTCC使用内部时钟信号时，如果没有预分频器，则RTCC值随指令节拍增1。

当一个值写入RTCC时，接下来的二个指令节拍RTCC的值不会改变，从第三个指令节拍才开始递增，见下图。

图1.6ARTCC时序图:

内部时钟/无预分频器

图1.6BRTCC时序图:

内部时钟/预分频比1:

2

应注意的是尽管PIC对外部加于RTCC信号端上的信号宽度没有很严格的要求，但是如果高电平或低电平的维持时间太短，也有可能使RTCC检测不到这个信号。

一般要求信号宽度要大于是10nS。

3、F2　程序计数器（PC）

程序计数器PC可寻址最多2K的程序存储器。

表1.3列出了PIC16C5X各种型号的PC长度和堆栈的长度。

表1.3PC及堆栈的宽度

单片机一复位（RESET），F2的值全置为"

。

除非执行地址跳转指令，否则当执行一条指令后，F2（PC）值会动加1指向下一条指令。

下面这些指令可能改变PC的值：

a、"

GOTO"

指令。

它可以直接写（改变）PC的低9位。

对于PIC16C56/57/58，状态寄存器F3的PA1、PAO两位将置入PC的最高二位。

所示"

指令可以跳转到程序存储器的任何地方。

b、"

CALL"

它可以直接写PC低8位，同时将PC的第9位清零。

对于PIC16C56/57/58，状态寄存器F3的PA1、PAO两位将置入PC的最高二位（第10、11位）。

c、"

RETLW"

它把栈项（堆栈1）的值写入PC。

d、"

MOVWFF2"

它把W寄存器的内容置入PC。

e、"

ADDWFF2"

它把PC值加1后再和W寄存器的值相加，结果写入PC。

在以上b、d和e中，PC的第9位总是被清为零。

所以用这三条指令来产生程序跳转时，要把子程序或分支程序放在每页的上部地址（分别为000-0FF、200-2FF、400-4FF、600-6FF）。

4、F3　状态寄存器（STATUS）

如图1.7所示F3包含了ALU的算术状态、RESET状态、程序存储器页面地址等。

F3中除PD和TO两位外，其他的位都可由指令来设置或清零。

注意，当你执行一条欲改变F3寄存器的指令后，F3中的情况可能出乎你的意料。

CLRFF3；

清F3为零

你得到的结果是F3=000UU100（U为未变）而不是想像中的全零。

UU两位是PD和TO，它们维持不变，而2位由于清零操作被置成"

所以如果你要想改变F3的内容，建议你使用BCF、BSF和MOVWF这三条指令，因为它们的执行不影响其他状态位。

MOVLW0　；

0→W

MOVWFF3；

把F3除PD和TO以外的位全部清零，则你可得到F3=000UU000。

有关各条指令对状态位的影响请看第二章介绍。

在加法运算（ADDWF）时，C是进位位。

在减法运算（SUBWF）时，C是借位的反（Borrow）。