PIC單片機(jī)學(xué)習(xí)筆記
1.前言
為了給前一段時(shí)間學(xué)習(xí)PIC16F616型單片機(jī)的一個(gè)總結(jié)和方便大家的交流,我寫了這篇關(guān)于PIC單片機(jī)的學(xué)習(xí)心得,都是在看了手冊(cè)和編程調(diào)試后用自己的語(yǔ)言組織的,其中有不足或者有疑問(wèn)的地方希望大家能及時(shí)的給予糾正和批評(píng),提出寶貴的意見(jiàn).
2.PIC單片機(jī)的概述
PIC16F616是一款14引腳、8位的CMOS單片機(jī).采用精簡(jiǎn)指令集,僅有35條指令,由于采用了數(shù)據(jù)總線和指令總線分離的哈佛總線結(jié)構(gòu),使得除少量指令不是單周期之外,大部分的指令都是單周期指令.這樣有利于提高單片機(jī)的運(yùn)行速度和執(zhí)行效率.
PIC16F616這款單片機(jī)供電電壓可以在2V到5.5V之間,內(nèi)部集成了一個(gè)RC振蕩器,頻率可以配置成8MHZ或者4MHZ,也可以用外部晶振提供時(shí)鐘.內(nèi)部集成有AD轉(zhuǎn)換、比較器等硬件模塊,還具有上電復(fù)位、欠壓復(fù)位、看門狗、代碼保護(hù)等功能.三個(gè)定時(shí)器、PWM發(fā)生器等可以由用戶編程.下面我來(lái)一一介紹關(guān)于PIC單片機(jī)的這些模塊和功能.
3.存儲(chǔ)器
PIC16F616分為程序存儲(chǔ)其和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,程序存儲(chǔ)器的大小是2048words,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的大小是128bytes.
程序存儲(chǔ)器中0000H的地址為復(fù)位地址,當(dāng)上電或者看門狗計(jì)時(shí)器等復(fù)位的時(shí)候,均會(huì)導(dǎo)致PC指針指向復(fù)位地址.地址0004H為中斷地址,當(dāng)無(wú)論發(fā)生什么中斷的時(shí)候,PC指針就會(huì)指向此地址.在地址0005H~07FFH可以移植程序.
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分為兩個(gè)部分,分別叫做bank0和bank1,其中bank0的地址范圍為:00H-7FH,Bank1的地址范圍為80H-FFH.一般的寄存器都放在里面.可以通過(guò)寄存器STATUSL里面的RP0位來(lái)選擇bank0和bank1.
在編程序的時(shí)候要注意的是,當(dāng)你要操作的寄存器在bank0的時(shí)候,先要選擇bank0(將寄存器STATUS的RP0位置0),然后再對(duì)你所要操作的寄存器進(jìn)行操作,當(dāng)你要操作的寄存器在bank1的時(shí)候,同理先要選擇bank1.
如果想要定義一些變量,可以在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器20H開(kāi)始的地址定義,定義的地址范圍為20H-7FH.一般這么多就夠用了.
4.PIC的輸入輸出端口
在學(xué)習(xí)這個(gè)部分的時(shí)候,曾經(jīng)遇到過(guò)一些問(wèn)題.PIC單片機(jī)的引腳不多,大多都是復(fù)用引腳,例如AD、IO、比較器、外接晶振等等,所以在配置端口的時(shí)候,一定要知道每個(gè)功能怎樣設(shè)置才能實(shí)現(xiàn)的,在這一小節(jié)中,我要講的是通用IO口的設(shè)置問(wèn)題.
PIC16F616有12個(gè)IO口,但是有一個(gè)引腳(RA3)只能作為輸入引腳用,不能用作輸出,另外,A口具有電平變化中斷的功能,而C口沒(méi)有,在設(shè)計(jì)的時(shí)候要注意.
在設(shè)置的時(shí)候,一般要進(jìn)行以下幾項(xiàng)設(shè)置:
(1)設(shè)置端口是模擬端口還是數(shù)字端口,可以通過(guò)寄存器ANSEL來(lái)設(shè)置.例如你想用AD,就要將相應(yīng)的引腳設(shè)置為模擬輸入端口.
(2)如果你選擇的是數(shù)字端口,接下來(lái)就要設(shè)置端口的方向,是輸入還是輸出(RA3除外),可通過(guò)寄存器TRISA(A口)或TRISC(C口)來(lái)設(shè)置.
(3)設(shè)置端口的輸出電平,可以通過(guò)寄存器PORTA(A口)或PORTC(C口)來(lái)設(shè)置.
這是對(duì)IO口的通用設(shè)置,但是這不是全部的設(shè)置,接下來(lái)的設(shè)置要看時(shí)A口還是C口了.對(duì)于A口,它有幾個(gè)特殊的功能:內(nèi)部弱上拉、電平變化中斷、RA2/INT引腳的沿中斷.如果想要這些功能,就要對(duì)相應(yīng)的寄存器進(jìn)行設(shè)置.
弱上拉的設(shè)置:只有當(dāng)引腳為輸出的時(shí)候弱上拉才有效,可以通過(guò)寄存器WPUA來(lái)設(shè)置相應(yīng)引腳的弱上拉,值得一提的如果開(kāi)啟了弱上拉,會(huì)有多余的電流浪費(fèi),這樣對(duì)于低功耗的設(shè)計(jì)是不可取的,但是如果在進(jìn)行一些例如鍵盤電路設(shè)計(jì)的候,可以開(kāi)啟弱上拉功能,這樣就不需要在鍵盤電路中加上拉電阻了.
電平變化中斷的設(shè)置:可以通過(guò)寄存器IOCA來(lái)設(shè)置,但是首先要將相應(yīng)引腳設(shè)置為數(shù)字端口且為輸入狀態(tài).同時(shí)要將寄存器INTCON的REIE位設(shè)置為1,總中斷要允許(置寄存器INTCON的GIE位),如果設(shè)置相應(yīng)引腳有這個(gè)功能,當(dāng)此引腳電平發(fā)生的時(shí)候,就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷,同時(shí)一些中斷標(biāo)志位被置上(INTCON的RAIF位被置1),且總中斷GIE被置為0.在中斷服務(wù)程序中,要軟件清除RAIF位和重新置GIE位才能繼續(xù)開(kāi)啟此中斷.
RA2/INT腳的沿中斷設(shè)置:同樣首先要將相應(yīng)引腳設(shè)置為數(shù)字端口且為輸入狀態(tài),設(shè)置INTCON的INTF位為1,表示允許int引腳外部中斷,寄存器OPTION_REG的INTEGD位可以設(shè)置是上升沿中斷還是下降沿中斷.當(dāng)發(fā)生中斷時(shí),INTCON的INTF位被置為1,GIE被清零,在中斷服務(wù)程序中,要軟件清除INTF位和重新置GIE位才能繼續(xù)開(kāi)啟此中斷.
對(duì)于C口,不能產(chǎn)生電平變化中斷和沿中斷.
5.定時(shí)器
定時(shí)器是單片機(jī)的一個(gè)很重要的部分,用它可以產(chǎn)生很多不同的定時(shí)時(shí)間,來(lái)滿足程序設(shè)計(jì)的不同需求.PIC16F616有三個(gè)定時(shí)器,分別是Timer0、Timer1、Timer2.它們的用法不是很相同,下面來(lái)分別談?wù)勥@三個(gè)定時(shí)器的用法和設(shè)置問(wèn)題.
(1)Timer0
Timer0是一個(gè)八位的計(jì)數(shù)器,它有一個(gè)八位的計(jì)數(shù)寄存器TMR0,八位的預(yù)分頻器(與看門狗共用),可以選擇內(nèi)部或者是外部時(shí)鐘源,有計(jì)數(shù)器溢出中斷的功能.
Timer0可以作為一個(gè)定時(shí)器或者計(jì)數(shù)器來(lái)使用,與Timer0有關(guān)的寄存器有:TMR0,INTCON,OPTION_REG,TRISA.
當(dāng)Timer0作為定時(shí)器來(lái)使用的時(shí)候,要設(shè)置OPTION_REG的T0CS位為0,表示用的是內(nèi)部時(shí)鐘,每一個(gè)指令周期TMR0的值會(huì)增加(當(dāng)沒(méi)有預(yù)分頻的時(shí)候),當(dāng)TMR0被賦值的時(shí)候,會(huì)有兩個(gè)指令周期的延時(shí).預(yù)分頻器可以和看門狗共用,可以由OPTION_REG的PSA位來(lái)設(shè)置,當(dāng)PSA 為0的時(shí)候分頻器選擇Timer0,當(dāng)PSA為1的時(shí)候分頻器選擇看門狗.同時(shí),與分頻器的分頻值可以通過(guò)寄存器OPTION_REG來(lái)設(shè)置,設(shè)置的值可以由1:2到1:256.當(dāng)Timer0的計(jì)數(shù)器TMR0計(jì)數(shù)從FFH到00H的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生溢出,同時(shí)溢出標(biāo)志位(INTCON寄存器的T0IF位)會(huì)置位(無(wú)論Timer0的中斷是否開(kāi)啟),如果中斷已經(jīng)開(kāi)啟了(INTCON寄存器的T0IE被置位),那么就會(huì)產(chǎn)生溢出中斷.T0IF位需要軟件對(duì)其進(jìn)行清零.
當(dāng)Timer0作為計(jì)數(shù)器來(lái)使用的時(shí)候,就要用外部時(shí)鐘源(OPTION_REG的T0CS置1),每次當(dāng)引腳T0CK1的沿到來(lái)時(shí)Timer0的 TMR0會(huì)增加1,上升沿和下降沿可以由OPTION_REG的T0SE來(lái)設(shè)置.中斷和Timer0作為定時(shí)器使用時(shí)一樣.在我們編程序的時(shí)候,可以用 Timer0進(jìn)行定時(shí)或產(chǎn)生定時(shí)信息,下面我來(lái)解釋定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間的計(jì)算.假設(shè)Timer0用的時(shí)鐘源是內(nèi)部的4MHZ,那么每條指令的執(zhí)行時(shí)間就是 1us,設(shè)Timer0的預(yù)分頻系數(shù)是1:256,TMR0的初值是6,那么定時(shí)時(shí)間為:
256×(256-6)×1us=64ms
在編程的時(shí)候需要注意的是Timer0的中斷是不能把單片機(jī)從SLEEP的狀態(tài)喚醒的.
(2)Timer1
Timer1是一個(gè)十六位的計(jì)數(shù)器.它有一個(gè)計(jì)數(shù)寄存器對(duì)(TMR1H:TMR1L),時(shí)鐘源也是內(nèi)外可選的,具有一個(gè)2bit的預(yù)分頻器,可以同步或者異步操作,具有中斷功能,但是溢出中斷只能在外部時(shí)鐘、異步的模式才能將單片機(jī)從SLEEP中喚醒,Timer1具有捕獲/比較功能,還有被一些特殊事件觸發(fā)功能(ECCP),比較器的輸出可以與Timer1的時(shí)鐘同步.下面來(lái)一一介紹這些功能.
在編程的時(shí)候也可以按照這樣的步驟來(lái)進(jìn)行.設(shè)置寄存器T1CON,時(shí)鐘源可以選擇外部或者內(nèi)部的時(shí)鐘源,外部時(shí)鐘源可以選擇LP晶體.Timer1在選擇內(nèi)部時(shí)鐘時(shí),可以運(yùn)行在定時(shí)器的狀態(tài),選擇外部時(shí)鐘的時(shí)候,可以運(yùn)行在定時(shí)器或者是計(jì)數(shù)器狀態(tài),工作于計(jì)數(shù)器狀態(tài)時(shí)可以選擇門限是高電平還是低電平計(jì)數(shù).這些都可以通過(guò)寄存器T1CON來(lái)設(shè)置.
以下是T1CON每個(gè)位的具體功能:bit1:Timer1是否開(kāi)啟位,當(dāng)此位設(shè)為1時(shí),Timer1開(kāi)啟,設(shè)為0時(shí),Timer1關(guān)閉;bit2:時(shí)鐘源選擇位,置1時(shí),選擇外部時(shí)鐘(T1CK1引腳的上升沿),此位置0時(shí),選擇的是內(nèi)部時(shí)鐘,并且和T1ACS(寄存器CM2CON1中)配合,當(dāng) T1ACS位為0時(shí),時(shí)鐘為FOSC/4,當(dāng)T1ACS位為1時(shí),時(shí)鐘為FOSC.bit2:T1SYNC:定時(shí)器1的外部時(shí)鐘輸入同步位,當(dāng) TMR1CS位為1、T1SYNC位為1,定時(shí)器1被設(shè)置成與外部時(shí)鐘不同步,T1SYNC位為0時(shí),定時(shí)器1被設(shè)置成與外部時(shí)鐘同步模式.Bit3: T1OSCEN:此位為1時(shí)Timer1的時(shí)鐘選擇LP,為0時(shí)LP晶體被關(guān)閉.Bit5-4:T1CKPS:Timer1時(shí)鐘的預(yù)分頻系數(shù)設(shè)置,通過(guò)這兩位的是指,可以講Timer1設(shè)置成1:1、1:2、1:4、1:8幾種分頻值.Bit6:TMR1GE:只有當(dāng)TMR1ON位為1時(shí)才有效,當(dāng)此位為 1時(shí),Timer1計(jì)數(shù)被Timer1的門限控制,此位為0時(shí),Timer1正常計(jì)數(shù).Bit7:T1GINV:此位為1時(shí),Timer1在門限為高時(shí)計(jì)數(shù),此位為0時(shí),Timer1在門限為低時(shí)計(jì)數(shù).
Timer1的中斷編程:當(dāng)Timer1的計(jì)數(shù)產(chǎn)生溢出的時(shí)候,如果Timer1中斷允許的話,就會(huì)產(chǎn)生中斷.中斷可以這樣設(shè)置,Timer1的中斷允許位TMR1IE(在PIE1寄存器中)置1,寄存器INTCON的PEIE位置1,同時(shí)總中斷位GIE(位于寄存器INTCON中)要置為1.當(dāng)定時(shí)器產(chǎn)生中斷的時(shí)候,會(huì)把中斷標(biāo)志T1IF置為1(位于寄存器PIR1中),然后PC指針指向0004H地址.T1IF位必須軟件清除.
(3)Timer2
Timer2的功能于Timer1有些不同,Timer2時(shí)一個(gè)八位的計(jì)數(shù)器,有一個(gè)八位的計(jì)數(shù)寄存器TMR2,Timer2具有以下功能:有兩個(gè)分頻器,一個(gè)是前分頻器,一個(gè)是后分頻器.分頻可以軟件進(jìn)行設(shè)置,另外,Timer2的時(shí)鐘源是指令時(shí)間(FOSC/4),Timer2有一個(gè)寄存器 PR2,此寄存器的功能是當(dāng)TMR2增加到PR2的值時(shí),將產(chǎn)生中斷,當(dāng)然,中斷必須允許,然后PR2的值會(huì)重新變?yōu)?0H.下面來(lái)介紹Timer2的編程:
Timer2的控制寄存器T2CON作用是設(shè)置Timer2的開(kāi)啟關(guān)閉和前后分頻的分頻系數(shù),寄存器T2CON的TOUTPS<3:0> 位設(shè)置后分頻系數(shù),可以被設(shè)置成1:1~1:16;位TMR2ON為1時(shí),Timer2開(kāi)啟,為0時(shí),Timer2關(guān)閉;位T2CKPS<1: 0>可以設(shè)置前分頻系數(shù),可以被設(shè)置成1、4、16.
Timer2的中斷可以這樣控制,允許Timer2中斷位TMR2IE(位于PIE1寄存器內(nèi))被置1時(shí),Timer2中斷被允許,被置0時(shí), Timer2中斷禁止.寄存器INTCON的PEIE位置1,同時(shí)總中斷位GIE(位于寄存器INTCON中)置為1.通過(guò)上面的設(shè)置,Timer2就可以產(chǎn)生中斷了.當(dāng)定時(shí)器產(chǎn)生中斷的時(shí)候,會(huì)把中斷標(biāo)志T2IF置為1(位于寄存器PIR1中),然后PC指針指向0004H地址.中斷標(biāo)志位T2IF必須軟件清除.
下面是三個(gè)定時(shí)器的比較:
喚醒功能
其他功能
定時(shí)器Timer0
內(nèi)部或外部時(shí)鐘源,有一個(gè)預(yù)分頻器.
定時(shí)器、
醒功能.
計(jì)數(shù)器值溢出時(shí)發(fā)生中斷
預(yù)分頻器與看門狗共用.
定時(shí)器Timer1
內(nèi)部或外部時(shí)鐘源,有一個(gè)預(yù)分頻器
定時(shí)器、計(jì)數(shù)器
外部時(shí)鐘、異步模式時(shí)可喚醒CPU
計(jì)數(shù)器值溢出時(shí)發(fā)生中斷
與比較器模塊、
捕獲/比較模塊共用
定時(shí)器Timer2
有前分頻器和后分頻器
醒功能.
計(jì)數(shù)器值與預(yù)置值相等時(shí)發(fā)生中斷
PWM的產(chǎn)生需要此定時(shí)器
6.AD模塊
PIC16F616有一個(gè)十位、八路的AD轉(zhuǎn)換器.其參考電壓可以為電源電壓VDD,也可以是外部參考電壓(VREF引腳),當(dāng)AD轉(zhuǎn)換完成后可以產(chǎn)生一個(gè)中斷,此中斷可以把單片機(jī)從睡眠狀態(tài)中喚醒.下面來(lái)介紹一下關(guān)于AD轉(zhuǎn)換的編程方法.
要使用一個(gè)ADC,要做的有一下幾件事情:
(1)設(shè)置端口,需要采樣模擬信號(hào)的端口必須設(shè)置為模擬輸入狀態(tài),如果設(shè)置為數(shù)字端口,將使轉(zhuǎn)換結(jié)果不正確,端口的模擬輸入可以由寄存器ANSEL來(lái)配置,在講RA口的時(shí)候已經(jīng)說(shuō)到了如何配置了.
(2)通道的選擇,有八路外部通道和三路內(nèi)部通道,可以通過(guò)ADCON0寄存器的CHS<3:0>位來(lái)設(shè)置通道的選擇.
(3)參考電壓的選擇,參考電壓可以是VDD,也可以是外部參考電壓,可以通過(guò)ADCON0寄存器的VCFG位來(lái)設(shè)置,當(dāng)VCFG=0時(shí),參考電壓為VDD,當(dāng)VCFG=1時(shí),參考電壓為外部參考電壓(來(lái)自VREF引腳)
(4)ADC的轉(zhuǎn)換格式,AD轉(zhuǎn)換后的結(jié)果保存在一個(gè)寄存器對(duì)里面:ADRESH和ADRESL,但是AD轉(zhuǎn)換結(jié)果只有十位,設(shè)置AD轉(zhuǎn)換格式可以通過(guò)設(shè)置 ADCON0的ADFM位來(lái)選擇,當(dāng)ADFM=1時(shí)10位的AD結(jié)果的低八位保存在ADRESL內(nèi),高兩位保存在ADRESH內(nèi);當(dāng)ADFM=0時(shí)10位的AD結(jié)果的高八位保存在ADRESH內(nèi),低兩位保存在ADRESL內(nèi).
(5)AD時(shí)鐘源的選擇,寄存器ADCON1專門來(lái)設(shè)置AD的時(shí)鐘源,ADCS<2:0>不同組合,可以將AD的時(shí)鐘源設(shè)置為不同的頻率,可以為FOSC/2、FOSC/4、FOSC/8、FOSC/16、FOSC/32、FOSC/64和FRC(內(nèi)部RC).
(6)AD中斷的配置,要使用AD的中斷功能,可以先把AD中斷使能,ADIE位設(shè)置為1(在寄存器PIE1中),PEIE位置1(在INTCON寄存器中),總中斷GIE位置1(INTCON寄存器中).
要開(kāi)始一個(gè)AD轉(zhuǎn)換,首先要使能ADC模塊,即把寄存器ADCON0的ADON位置1即可,然后將GO/DONE位(ADCON0中)置1就可以啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換了.
AD轉(zhuǎn)換需要時(shí)間,轉(zhuǎn)換1bit需要Tad的時(shí)間,Tad與AD轉(zhuǎn)換的時(shí)鐘源和VDD有關(guān),轉(zhuǎn)換十位就需要11個(gè)Tad時(shí)間,如果第一個(gè)AD轉(zhuǎn)換完成了,要進(jìn)行第二個(gè)AD轉(zhuǎn)換,必須還要等待2*Tad的時(shí)間才能開(kāi)始.一個(gè)AD完成了,GO/DONE位會(huì)被置為0,如果中斷允許的話,就會(huì)產(chǎn)生中斷,且中斷標(biāo)志位ADIF(寄存器PIR1內(nèi))會(huì)被置1,在AD中斷程序中就可以把AD轉(zhuǎn)換結(jié)果讀取出來(lái)(讀ADRESH和ADRESL),需要時(shí)把AD中斷標(biāo)志位清零.
AD中斷可以把單片機(jī)從睡眠中喚醒,但是要注意,使用這個(gè)功能的時(shí)候,時(shí)鐘源必須設(shè)置為FRC,否則的話在睡眠的時(shí)候就不會(huì)產(chǎn)生AD中斷了.
7.看門狗
PIC16F616的看門狗WDT其定時(shí)計(jì)數(shù)的脈沖序列由片內(nèi)獨(dú)立的RC振蕩器產(chǎn)生,所以它不需要外接任何器件就可以工作.而且這個(gè)片內(nèi)RC振蕩器與引腳OSC1/CLKIN上的振蕩電路無(wú)關(guān),即使OSC1和OSC2上的時(shí)鐘不工作,WDT照樣可以監(jiān)視定時(shí).例如:當(dāng)PIC16F616在執(zhí)行 SLEEP指令后,芯片進(jìn)入休眠狀態(tài),CPU不工作,主振蕩器也停止工作,但是,WDT照樣可監(jiān)視定時(shí).當(dāng)WDT超時(shí)溢出后,可喚醒芯片繼續(xù)正常的操作.而在正常操作期間,WDT超時(shí)溢出將產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào).如果不需要這種監(jiān)視定時(shí)功能,在編程時(shí),可關(guān)閉這個(gè)功能.
WDT的定時(shí)周期在不加分頻器的情況下,其基本定時(shí)時(shí)間是18ms,這個(gè)定時(shí)時(shí)間還受溫度、VDD和不同元器件的工藝參數(shù)等的影響.如果需要更長(zhǎng)的定時(shí)周期,還可以通過(guò)軟件控制OPTION寄存器(PSA位置1)把預(yù)分頻器配置給WDT,這個(gè)預(yù)分頻器的最大分頻比可達(dá)到1∶128.這樣就可把定時(shí)周期擴(kuò)大128倍,即達(dá)到2.3秒.
WDT的預(yù)分頻器是和Timer0所共用的,如果把預(yù)分頻器配置給WDT,用CLRWDT和SLEEP指令可以同時(shí)對(duì)WDT和預(yù)分頻器清零,從而防止計(jì)時(shí)溢出引起芯片復(fù)位.所以在正常情況下,必須在每次計(jì)時(shí)溢出之前執(zhí)行一條CLRWDT指令喂一次狗,以避免引起芯片復(fù)位.當(dāng)系統(tǒng)受到嚴(yán)重干擾處于失控狀態(tài)時(shí),就不可能在每次計(jì)時(shí)溢出之前執(zhí)行一條CLRWDT指令,WDT就產(chǎn)生計(jì)時(shí)溢出,從而引起芯片復(fù)位,從失控狀態(tài)又重新進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài).
當(dāng)WDT計(jì)時(shí)溢出時(shí),還會(huì)同時(shí)清除狀態(tài)寄存器中的D4位T0,檢測(cè)T0位即可知道復(fù)位是否由于WDT計(jì)時(shí)溢出引起的.
8.比較器
PIC16F616有兩個(gè)比較器:C1和C2,C1的結(jié)構(gòu)比C2的結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單,下面我分別對(duì)這兩個(gè)比較器的用法和特性作簡(jiǎn)要說(shuō)明.
(4)比較器C1:它有一個(gè)獨(dú)立的控制寄存器CM1CON0,通過(guò)這個(gè)寄存器可以對(duì)比較器C1進(jìn)行一些設(shè)置.位C1ON可以控制C1的開(kāi)啟關(guān)閉,位C1OE 可以決定比較器的輸出是從引腳輸出還是內(nèi)部輸出,位C1POL可以選擇比較器輸出的極性,位C1R選擇參考電壓是鏈接到引腳C1IN+還是連接到 C1VREF,C1CH可以選擇比較器負(fù)端從哪一個(gè)引腳輸入的,位C1OUT存放了比較器的輸出結(jié)果.
(5)比較器C2:它的控制寄存器CM2CON0的操作跟C1一樣,但是比較器C2比比較其C1功能要強(qiáng),因?yàn)樗cTimer1掛上鉤了,C2可以連接到 Timer1,而C1不能.當(dāng)C2與Timer1相連接的時(shí)候,C2的輸出可以設(shè)置成與Timer1的下降沿鎖定,如果Timer1有分頻,則比較器的輸出與分頻后的Timer1下降沿鎖定,可以通過(guò)相關(guān)寄存器來(lái)進(jìn)行設(shè)置.
(6)兩個(gè)比較還有其它的功能,都能組成滯回比較器,這樣就可以對(duì)輸入電壓有一定的濾波功能.兩個(gè)比較器還可以形成一個(gè)SR鎖存器.
由于在本項(xiàng)目中沒(méi)有選擇用比較器這個(gè)功能,所以在這里就不詳細(xì)敘述其細(xì)節(jié)設(shè)置,但要注意的是在不用此模塊的時(shí)候,要能夠保證此模塊不能影響其他模塊的正常工作,可以把比較器功能關(guān)閉(通過(guò)寄存器CM1CON0、CM2CON0的CxON位置0來(lái)關(guān)閉).
9.捕獲/比較/PWM功能
PIC16F616具有捕獲/比較/PWM的模塊,下面來(lái)簡(jiǎn)單的介紹一下它們的功能.
這三個(gè)功能需要定時(shí)器的支持,捕獲和比較功能需要定時(shí)器Timer1的支持,PWM功能需要定時(shí)器Timer2的支持.都有中斷的功能,選擇這三種功能的某一種功能可以通過(guò)寄存器CCP1CON來(lái)設(shè)置.CCP1CON的低四位CCP1M<3:0>可以通過(guò)不同的組合來(lái)開(kāi)啟某項(xiàng)功能和關(guān)閉所有功能,當(dāng)CCP1M<3:0>=0000的時(shí)候,捕獲/比較/PWM模塊的所有功能被禁止.具體其他的不同組合實(shí)現(xiàn)的功能,請(qǐng)參考 PIC16F616的用戶手冊(cè).
當(dāng)選擇捕獲功能時(shí),它可以捕獲引腳CCP1發(fā)生的事件,同時(shí)把16位Timer1的計(jì)數(shù)值拷貝到CCPR1H:CCPR1L中來(lái),引腳CCP1的發(fā)生事件可以指的是下列事件:CCP1引腳的每個(gè)上升沿或者下降沿、第四個(gè)上升沿、第十六個(gè)上升沿.可以通過(guò)寄存器CCP1CON的低四位CCP1M< 3:0>來(lái)設(shè)置是哪一種事件.當(dāng)事件發(fā)生的時(shí)候,單片機(jī)會(huì)置中斷標(biāo)志位CCP1IF(寄存器PIR1上),如果中斷被允許(寄存器PEIE的位 CCP1IE=1)的話,就會(huì)產(chǎn)生中斷,中斷標(biāo)志位CCP1IF需要軟件清零.
選擇比較功能時(shí),如果定時(shí)器Timer1的計(jì)數(shù)器值與寄存器CCPR1H:CCPR1L相等的話,將產(chǎn)生下面的事件:把引腳CCP1置1/0、產(chǎn)生一個(gè)中斷、觸發(fā)一個(gè)事件(把定時(shí)器Timer1的技術(shù)器TMR1清零,并且如果此時(shí)AD是允許的話,它將觸發(fā)一次AD轉(zhuǎn)換),這些事件可以通過(guò)寄存器 CCP1CON的低四位CCP1M<3:0>來(lái)設(shè)置是哪一種事件.
當(dāng)選擇PWM功能時(shí),通過(guò)設(shè)置PR2、T2CON、CCPR1L、CCP1CON這四個(gè)寄存器,模塊可以產(chǎn)生不同占空比的PWM波形.具體的設(shè)置和占空比的計(jì)算請(qǐng)參考手冊(cè).
如果我們不需要這些功能,可以把這個(gè)模塊關(guān)閉掉(設(shè)置CCP1M<3:0>=0000即可).
10. 復(fù)位、中斷和睡眠
(1)復(fù)位
PIC16F616包括這樣的幾個(gè)復(fù)位功能,上電復(fù)位(Power-on)、硬件復(fù)位、欠壓復(fù)位(Brown-out)、看門狗復(fù)位.
關(guān)于上電復(fù)位POR,大家都不陌生,單片機(jī)在上電的時(shí)候保持復(fù)位直到電壓能夠滿足其正常的工作電壓,同時(shí)你可以通過(guò)對(duì)CONNFIG(編譯器上即可設(shè)置)的設(shè)置,來(lái)開(kāi)啟Power-up Time,這個(gè)時(shí)間一般為64ms.
硬件復(fù)位可以通過(guò)MCLR引腳外界復(fù)位電路,即可實(shí)現(xiàn)硬件復(fù)位(將此引腳接低電平).
欠壓復(fù)位這個(gè)功能是可選的,也可以直接在編譯環(huán)境中配置CONFIG寄存器來(lái)開(kāi)啟此功能.當(dāng)此功能開(kāi)啟時(shí),如果單片機(jī)在運(yùn)行的時(shí)候,供電電壓不足就會(huì)引起欠壓復(fù)位,復(fù)位后單片機(jī)如果發(fā)現(xiàn)供電電壓已經(jīng)達(dá)到正常值的時(shí)候,會(huì)有一個(gè)64ms的延時(shí),然后再運(yùn)行程序.
關(guān)于看門狗的復(fù)位在看門狗部分已經(jīng)說(shuō)了.這里的一些復(fù)位還涉及到一些標(biāo)志位.這些標(biāo)志位分布在STATUS和PCON上面.STATUS上有兩個(gè)位 TO、PD,當(dāng)標(biāo)志位TO=1時(shí),表示表示已經(jīng)操作了上電復(fù)位或者是執(zhí)行了CLRWDT或者SLEEP指令,當(dāng)TO=0時(shí),表示發(fā)生了看門狗復(fù)位.當(dāng)標(biāo)志位PD=1時(shí)表示操作了上電復(fù)位或者是執(zhí)行了CLRWDT指令,當(dāng)PD=0時(shí),表示執(zhí)行了SLEEP指令.PCON上有兩個(gè)標(biāo)志位是POR和BOR,分別表示的是上電復(fù)位和欠壓復(fù)位標(biāo)志.具體的可以參看手冊(cè).
(2)中斷
PIC16F616包括這樣的幾個(gè)中斷源:RA2/INT引腳外部中斷、RA端口電平變化中斷、定時(shí)器Timer0、Timer1、Timer2溢出中斷、比較器中斷、AD轉(zhuǎn)換中斷、捕獲/比較/PWM中斷.
這些中斷的允許位和中斷標(biāo)志位分別位于INTCON、PIE1、PIR1、IOCA這些寄存器里面,如果要開(kāi)啟相應(yīng)的中斷,就要置相應(yīng)的中斷允許位,開(kāi)啟總中斷位(INTCON寄存器的GIE位),還要開(kāi)啟INTCON上的PEIE位(定時(shí)器0溢出中斷、INT引腳沿中斷和RA端口的電平變化中斷除外).
當(dāng)中斷發(fā)生的時(shí)候,相應(yīng)的中斷標(biāo)志位就會(huì)置起來(lái),同時(shí)總中斷標(biāo)志位GIE會(huì)被清零,保證在此時(shí)間內(nèi)不會(huì)相應(yīng)其他的中斷,然后將當(dāng)前的PC指針值壓棧保存,以用來(lái)保證中斷能正確的返回到原來(lái)執(zhí)行的地方.然后PC指針指向中斷向量地址0004H的地方,所以在編程序的時(shí)候,你可以在0004H的地址存一條跳轉(zhuǎn)指令跳到你定義的中斷服務(wù)程序里面去就可以了.如果在中斷的時(shí)候想保存一些重要的寄存器的話,可以在中斷程序的起始將其保存,然后在中斷服務(wù)程序的末尾將其恢復(fù)即可.
要注意的是中斷標(biāo)志位不會(huì)自己清零,這就需要在編程的時(shí)候在軟件上對(duì)其清零,否則的話,單片機(jī)不停的執(zhí)行中斷服務(wù)程序.如果你想要在以后的程序中還能產(chǎn)生中斷的話,就要把總中斷允許位GIE重新置位.
(3)睡眠
要想讓單片機(jī)睡眠的方法很簡(jiǎn)單,執(zhí)行一條SLEEP指令就可以了,如果看門狗允許的話,WDT就會(huì)被清零,但是還保持運(yùn)行,寄存器STATUS的PD位將會(huì)置0,TO位將會(huì)置1,IO口還保持原來(lái)的狀態(tài),在睡眠狀態(tài)下,不能驅(qū)動(dòng)振蕩器了.
有些事件可以將單片機(jī)從睡眠狀態(tài)中喚醒:看門狗、RA口電平變化中斷、外部復(fù)位引腳MCLK被拉低、RA2/int引腳沿中斷、Timer1中斷(必須工作在異步計(jì)數(shù)模式)、ECCP捕獲模式中斷、AD轉(zhuǎn)換中斷(時(shí)鐘源必須為內(nèi)部RC的時(shí)候)、比較器輸出有變化,這些事件能夠?qū)纹瑱C(jī)喚醒,其他的事件不能.
如果某項(xiàng)能喚醒單片機(jī)的中斷已經(jīng)開(kāi)了,當(dāng)總中斷允許位GIE為1的時(shí)候,單片機(jī)被喚醒后可以進(jìn)入中斷程序中去,而當(dāng)GIE位為0的時(shí)候,單片機(jī)也可以被喚醒,但是是執(zhí)行下面的語(yǔ)句,而不能進(jìn)入中斷程序中去.
為了保證在執(zhí)行SLEEP語(yǔ)句后看門狗能夠清零,最好在SLEEP語(yǔ)句之前加一句清看門狗的語(yǔ)句CLRWDT.
11. PIC單片機(jī)的一些電特性
VSS引腳的最大輸出電流和VDD最大的輸入電流為:90mA;
每個(gè)IO口的輸出電流可達(dá)25mA,IO口總共輸出電流可達(dá)90mA;
每個(gè)IO口是由兩個(gè)保護(hù)二極管上下鉗位的.當(dāng)電壓超過(guò)VDD和VSS的時(shí)候,二極管最大能承受20mA的電流;
IO口輸入漏電流最大為±1uA,引腳MCLR和OSC漏電流最大為±5uA;
PORTA內(nèi)部弱上拉(若設(shè)置了此功能)電流最大為 400uA;
IO口輸出低電平為0.6V,輸出高電壓為VDD-0.7V;
12. 編程注意事項(xiàng)及技巧
在編程調(diào)試后和根據(jù)網(wǎng)上的一些資料和經(jīng)驗(yàn),我注意到了一些在編程的事項(xiàng)和技巧,通過(guò)這些設(shè)置,可以使系統(tǒng)更加穩(wěn)定的工作,現(xiàn)在總結(jié)如下:
(1)在設(shè)置端口的時(shí)候,先將端口輸出你想要預(yù)置的值,以免發(fā)生出示狀態(tài)的不穩(wěn)定,影響系統(tǒng)正常工作.雖然在當(dāng)前還沒(méi)有定義端口是輸出還是輸入狀態(tài),這樣做總是好的.
(2)在開(kāi)啟某個(gè)中斷功能的時(shí)候,最好將其中斷標(biāo)志位清一次零.
(3)在設(shè)計(jì)低功耗的時(shí)候,其中有些功能是比較耗電的,如果不用的話,一定要將其關(guān)掉.例如將IO口設(shè)置成輸入并將其懸空,就會(huì)很耗電流;RA口設(shè)置弱上拉的時(shí)候如果引腳接地,電流會(huì)很大;欠壓復(fù)位也是一個(gè)耗電大戶.而看門狗開(kāi)啟時(shí)用的時(shí)鐘源為內(nèi)部的RC,不怎么耗電;AD轉(zhuǎn)換耗電也不多.
(4)單片機(jī)里面的功能很多,在有些功能不需要的時(shí)候,一定要將其關(guān)閉(可以放在初始化程序之中),這樣一來(lái)有利于程序的穩(wěn)定性;二來(lái)可以省電,因?yàn)殚_(kāi)啟某個(gè)功能總是要電來(lái)驅(qū)動(dòng)的.
(5)如果一個(gè)寄存器被多種功能所共用,建議只對(duì)相應(yīng)位進(jìn)行操作,例如用BCF、BSF、或、異或、與、非等指令,而不要整個(gè)的將其賦值,以免弄錯(cuò)了使其他模塊受到干擾.
還有一些正在總結(jié)中……
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編輯：admin 最后修改時(shí)間：2018-05-19
