? ? ? ? 1.前言

　　為了給前一段時間學(xué)習(xí)PIC16F616型單片機(jī)的一個總結(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，都是在看了手冊和編程調(diào)試后用自己的語言組織的，其中有不足或者有疑問的地方希望大家能及時的給予糾正和批評，提出寶貴的意見。

　　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。三個定時器、PWM發(fā)生器等可以由用戶編程。下面我來一一介紹關(guān)于PIC單片機(jī)的這些模塊和功能。

　　3.存儲器

　　PIC16F616分為程序存儲其和數(shù)據(jù)存儲器，程序存儲器的大小是2048words，數(shù)據(jù)存儲器的大小是128bytes.

　　程序存儲器中0000H的地址為復(fù)位地址，當(dāng)上電或者看門狗計時器等復(fù)位的時候，均會導(dǎo)致PC指針指向復(fù)位地址。地址0004H為中斷地址，當(dāng)無論發(fā)生什么中斷的時候，PC指針就會指向此地址。在地址0005H~07FFH可以移植程序。

　　數(shù)據(jù)存儲器分為兩個部分，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?？梢酝ㄟ^寄存器STATUSL里面的RP0位來選擇bank0和bank1.

　　在編程序的時候要注意的是，當(dāng)你要操作的寄存器在bank0的時候，先要選擇bank0（將寄存器STATUS的RP0位置0），然后再對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)存儲器20H開始的地址定義，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)這個部分的時候，曾經(jīng)遇到過一些問題.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候，一定要知道每個功能怎樣設(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)置問題。

　　PIC16F616有12個IO口，但是有一個引腳（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口沒有，在設(shè)計的時候要注意。

　　在設(shè)置的時候，一般要進(jìn)行以下幾項(xiàng)設(shè)置：

　?。?）設(shè)置端口是模擬端口還是數(shù)字端口，可以通過寄存器ANSEL來設(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，接下來就要設(shè)置端口的方向，是輸入還是輸出（RA3除外），可通過寄存器TRISA（A口）或TRISC（C口）來設(shè)置。

　?。?）設(shè)置端口的輸出電平，可以通過寄存器PORTA（A口）或PORTC（C口）來設(shè)置。

　　這是對IO口的通用設(shè)置，但是這不是全部的設(shè)置，接下來的設(shè)置要看時A口還是C口了。對于A口，它有幾個特殊的功能：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)引腳為輸出的時候弱上拉才有效，可以通過寄存器WPUA來設(shè)置相應(yīng)引腳的弱上拉，值得一提的如果開啟了弱上拉，會有多余的電流浪費(fèi)，這樣對于低功耗的設(shè)計是不可取的，但是如果在進(jìn)行一些例如鍵盤電路設(shè)計的候，可以開啟弱上拉功能，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：可以通過寄存器IOCA來設(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)引腳有這個功能，當(dāng)此引腳電平發(fā)生的時候，就會產(chǎn)生一個中斷，同時一些中斷標(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，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)開啟此中斷。

　　對于C口，不能產(chǎn)生電平變化中斷和沿中斷。

　　5.定時器

　　定時器是單片機(jī)的一個很重要的部分，用它可以產(chǎn)生很多不同的定時時間，來滿足程序設(shè)計的不同需求.PIC16F616有三個定時器，分別是Timer0、Timer1、Timer2.它們的用法不是很相同，下面來分別談?wù)勥@三個定時器的用法和設(shè)置問題。

　　（1）Timer0

　　Timer0是一個八位的計數(shù)器，它有一個八位的計數(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)部或者是外部時鐘源，有計數(shù)器溢出中斷的功能。

　　Timer0可以作為一個定時器或者計數(shù)器來使用，與Timer0有關(guān)的寄存器有：TMR0，INTCON，OPTION_REG，TRISA.

　　當(dāng)Timer0作為定時器來使用的時候，要設(shè)置OPTION_REG的T0CS位為0，表示用的是內(nèi)部時鐘，每一個指令周期TMR0的值會增加（當(dāng)沒有預(yù)分頻的時候），當(dāng)TMR0被賦值的時候，會有兩個指令周期的延時。預(yù)分頻器可以和看門狗共用，可以由OPTION_REG的PSA位來設(shè)置，當(dāng)PSA 為0的時候分頻器選擇Timer0，當(dāng)PSA為1的時候分頻器選擇看門狗。同時，與分頻器的分頻值可以通過寄存器OPTION_REG來設(shè)置，設(shè)置的值可以由1:2到1:256.當(dāng)Timer0的計數(shù)器TMR0計數(shù)從FFH到00H的時候會產(chǎn)生溢出，同時溢出標(biāo)志位（INTCON寄存器的T0IF位）會置位（無論Timer0的中斷是否開啟），如果中斷已經(jīng)開啟了（INTCON寄存器的T0IE被置位），那么就會產(chǎn)生溢出中斷.T0IF位需要軟件對其進(jìn)行清零。

　　當(dāng)Timer0作為計數(shù)器來使用的時候，就要用外部時鐘源（OPTION_REG的T0CS置1），每次當(dāng)引腳T0CK1的沿到來時Timer0的 TMR0會增加1，上升沿和下降沿可以由OPTION_REG的T0SE來設(shè)置。中斷和Timer0作為定時器使用時一樣。在我們編程序的時候，可以用 Timer0進(jìn)行定時或產(chǎn)生定時信息，下面我來解釋定時器的定時時間的計算。假設(shè)Timer0用的時鐘源是內(nèi)部的4MHZ，那么每條指令的執(zhí)行時間就是 1us，設(shè)Timer0的預(yù)分頻系數(shù)是1:256，TMR0的初值是6，那么定時時間為：

　　256×（256-6）×1us=64ms

　　在編程的時候需要注意的是Timer0的中斷是不能把單片機(jī)從SLEEP的狀態(tài)喚醒的。

　　（2）Timer1

　　Timer1是一個十六位的計數(shù)器。它有一個計數(shù)寄存器對（TMR1H:TMR1L），時鐘源也是內(nèi)外可選的，具有一個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的時鐘同步。下面來一一介紹這些功能。

　　在編程的時候也可以按照這樣的步驟來進(jìn)行。設(shè)置寄存器T1CON，時鐘源可以選擇外部或者內(nèi)部的時鐘源，外部時鐘源可以選擇LP晶體.Timer1在選擇內(nèi)部時鐘時，可以運(yùn)行在定時器的狀態(tài)，選擇外部時鐘的時候，可以運(yùn)行在定時器或者是計數(shù)器狀態(tài)，工作于計數(shù)器狀態(tài)時可以選擇門限是高電平還是低電平計數(shù)。這些都可以通過寄存器T1CON來設(shè)置。

　　以下是T1CON每個位的具體功能：bit1:Timer1是否開啟位，當(dāng)此位設(shè)為1時，Timer1開啟，設(shè)為0時，Timer1關(guān)閉;bit2：時鐘源選擇位，置1時，選擇外部時鐘（T1CK1引腳的上升沿），此位置0時，選擇的是內(nèi)部時鐘，并且和T1ACS（寄存器CM2CON1中）配合，當(dāng) T1ACS位為0時，時鐘為FOSC/4，當(dāng)T1ACS位為1時，時鐘為FOSC.bit2:T1SYNC：定時器1的外部時鐘輸入同步位，當(dāng) TMR1CS位為1、T1SYNC位為1，定時器1被設(shè)置成與外部時鐘不同步，T1SYNC位為0時，定時器1被設(shè)置成與外部時鐘同步模式.Bit3： T1OSCEN：此位為1時Timer1的時鐘選擇LP，為0時LP晶體被關(guān)閉.Bit5-4:T1CKPS:Timer1時鐘的預(yù)分頻系數(shù)設(shè)置，通過這兩位的是指，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時才有效，當(dāng)此位為 1時，Timer1計數(shù)被Timer1的門限控制，此位為0時，Timer1正常計數(shù).Bit7:T1GINV：此位為1時，Timer1在門限為高時計數(shù)，此位為0時，Timer1在門限為低時計數(shù)。

　　Timer1的中斷編程：當(dāng)Timer1的計數(shù)產(chǎn)生溢出的時候，如果Timer1中斷允許的話，就會產(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，同時總中斷位GIE（位于寄存器INTCON中）要置為1.當(dāng)定時器產(chǎn)生中斷的時候，會把中斷標(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。

　?。?）Timer2

　　Timer2的功能于Timer1有些不同，Timer2時一個八位的計數(shù)器，有一個八位的計數(shù)寄存器TMR2，Timer2具有以下功能：有兩個分頻器，一個是前分頻器，一個是后分頻器。分頻可以軟件進(jìn)行設(shè)置，另外，Timer2的時鐘源是指令時間（FOSC/4），Timer2有一個寄存器 PR2，此寄存器的功能是當(dāng)TMR2增加到PR2的值時，將產(chǎn)生中斷，當(dāng)然，中斷必須允許，然后PR2的值會重新變?yōu)?0H.下面來介紹Timer2的編程：

　　Timer2的控制寄存器T2CON作用是設(shè)置Timer2的開啟關(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，Timer2開啟，為0時，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，Timer2中斷被允許，被置0時， Timer2中斷禁止。寄存器INTCON的PEIE位置1，同時總中斷位GIE（位于寄存器INTCON中）置為1.通過上面的設(shè)置，Timer2就可以產(chǎn)生中斷了。當(dāng)定時器產(chǎn)生中斷的時候，會把中斷標(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。

　　6.AD模塊

　　PIC16F616有一個十位、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)生一個中斷，此中斷可以把單片機(jī)從睡眠狀態(tài)中喚醒。下面來介紹一下關(guān)于AD轉(zhuǎn)換的編程方法。

　　要使用一個ADC，要做的有一下幾件事情：

　?。?）設(shè)置端口，需要采樣模擬信號的端口必須設(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來配置，在講RA口的時候已經(jīng)說到了如何配置了。

　?。?）通道的選擇，有八路外部通道和三路內(nèi)部通道，可以通過ADCON0寄存器的CHS《3:0》位來設(shè)置通道的選擇。

　?。?）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ADCON0寄存器的VCFG位來設(shè)置，當(dāng)VCFG=0時，參考電壓為VDD，當(dāng)VCFG=1時，參考電壓為外部參考電壓（來自VREF引腳）

　?。?）ADC的轉(zhuǎn)換格式，AD轉(zhuǎn)換后的結(jié)果保存在一個寄存器對里面：ADRESH和ADRESL，但是AD轉(zhuǎn)換結(jié)果只有十位，設(shè)置AD轉(zhuǎn)換格式可以通過設(shè)置 ADCON0的ADFM位來選擇，當(dāng)ADFM=1時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)。

　?。?）AD時鐘源的選擇，寄存器ADCON1專門來設(shè)置AD的時鐘源，ADCS《2:0》不同組合，可以將AD的時鐘源設(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）。

　?。?）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）。

　　要開始一個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AD轉(zhuǎn)換了。

　　AD轉(zhuǎn)換需要時間，轉(zhuǎn)換1bit需要Tad的時間，Tad與AD轉(zhuǎn)換的時鐘源和VDD有關(guān)，轉(zhuǎn)換十位就需要11個Tad時間，如果第一個AD轉(zhuǎn)換完成了，要進(jìn)行第二個AD轉(zhuǎn)換，必須還要等待2*Tad的時間才能開始。一個AD完成了，GO/DONE位會被置為0，如果中斷允許的話，就會產(chǎn)生中斷，且中斷標(biāo)志位ADIF（寄存器PIR1內(nèi)）會被置1，在AD中斷程序中就可以把AD轉(zhuǎn)換結(jié)果讀取出來（讀ADRESH和ADRESL），需要時把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，使用這個功能的時候，時鐘源必須設(shè)置為FRC，否則的話在睡眠的時候就不會產(chǎn)生AD中斷了。