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PIC16F877A单片机的基本功能模块

PIC16F877A单片机的基本功能模块

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  1:未发生掉电锁定复位。

  3).EEPROM数据存储器

  PIC16F877A单片机内含一个256×8位EEPROM数据存储器模块。它可在线擦/写,用于掉电时数据的保留。

  对EEPROM数据存储器进行写入操作时,不会影响PIC单片机其他指令的执行。PIC16F877A单片机EEPROM数据存储器的单元空间为256X8位,对应地址的范围是OOH—FFH。其中的数据信息并不直接映射在文件寄存器中,只能通过特殊功能寄存器的间接寻址来访问。

  涉及到EEPROM数据存储器读/写操作的共有4个特殊功能寄存器。

  (1).EEDATA:

  是一个专用数据读/写寄存器,用于临时存放对EEPROM数据存储器进行读/写操作的数据。

  (2). EEADR:

  是一个专用地址读/写寄存器,用于临时存放对EEPROM数据存储器进行读/写访问的单元地址。

  (3).EECON1:

  EEPROM数据存储器读/写控制第一寄存器,主要用于读/写方式的设定和初始化寻址控制。EECON1寄存器中有3位是无效定义。

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  其各位的含义如下:

  BitO/RD:EEPROM数据存储器数据读出方式控制位。

  O:不处于EEPROM读操作过程,或在一个读操作周期后由硬件自动清零:    1:启动E'PROM读操作,软件主动置位。

  Bit1/WR:写操作控制位,复合参数。

  0:不处于EEPROM写操作过程,或在一个写操作周朔后由硬件自动清零;

  1:启动EEPROM写操作,软件主动置位。

  Bit2/WREN:EEPROM写使能位。

  0:使能对EEPROM写操作:

  1:禁止对EEPROM写操作。

  Bit3/WRERR:EEPROM错误标志位。

  O:已完成EEPROM写操作,硬件自动清零:

  1:未完成EEPROM写操作。

  Bit4~ Bit6:未使用,读出为无效数据。

  Bit7/EEPGD:Flash程序存储器/EEPROM数据存储器选择位。

  O:选择EEPROM数据存储器:

  1:选择Flash程序存储器。

  (4).EECON2:

  EEPROM数据存储器读/写控制第二寄存器,是一个虚拟寄存器,专门用于EEPROM数据存储器写操作的次序控制。

  4).算术逻辑区域

  算术逻辑单元ALU是PIC16F877A单片机中实现算术运算和逻辑运算的核心。与算术逻辑区域相关的特殊功能寄存器主要有以下3种:

  1.工作寄存器W:相当于MCS-51单片机中的“累加器A,是数据传送的桥梁,是最为繁忙的工作单元。在运算前,W可以暂存准备参加运算的一个操作数(称为源操作数),在运算之后,W可以暂存运算的结果(称为目标操作数)。

  2.状态寄存器STATUS:反映最近一次算术逻辑运算结果的状态特征,如是否产生进位、借位、结果是否为零等,共涉及3个标志位(Z、DC和C)。状态寄存器还包括数据寄存器区域的选择信息(IRP、RP1和RPO)。该寄存器在MCS-51单片机中称为程序状态字( PSW)寄存器。

  3.文件选择寄存器FSR;是与INDF完成间接寻址的专用寄存器,用于存放间接地址,即预先将要访问单元的地址存入该寄存器。

  5).输入/输出端口模块

  PIC16F877A单片机共设置有5个输入/输出端口,分别为RA(6位)、RB(8位)、RC(8位)、RD(8位)和RE(3位),合计共有33个引脚。大多数引脚除了基本I/O功能外,还配置有第2甚至第3功能,例如模拟量输入通道、串/并行通信线和MPLAB-ICD2专用控制线等。这些端口引脚在使用中存在着差异,特别是RA(6位)和RE(3位)中所涉及的输入/输出通道,只有当对ADCON1进行设置后才能用作为数字量输入/输出引脚。另外,RB端口的高4位具有特殊的电平变化中断功能,为实时监控提供了很大方便。RC端口拥有各类串行通信功能,包括主控同步串行通信MSSP( SPI、IIC)和通用同步/异步收发器US-ART。

  6).定时器模块

  PIC16F877A单片机配置有3个功能较强的多功能定时器模块:TMRO(8位)、TMR1(16位)和TMR2(8位)。它们都具有不同位宽的可编程定时器,除TMR2以外都可作为计数器使用。每个定时器/计数器模块都配有不同比例的预分频器或后分频器。另外,还有两个重要的专门用途:当设置在同步计数方式下,TMR1可与捕捉/比较/脉宽调制CCP模块配合实现捕捉和比较功能:TMR2可以与捕捉/比较/脉宽调制CCP模块配合实现脉宽调制输出功能。

  7).复位功能模块

  (1).上电复位:当系统芯片加电后,电源电压VDD会有一个逐渐上升的过程,当达到1.5~,I.8V后,上电复位电路将自动产生一个复位脉冲,使单片机复位。

  (2).欠压复位:当VDD掉电跌落到VBOR(大约4V)的时间大于TBOR(大约100微秒)时,如果欠压复位功能处于使能方式,将自动产生一个复位信号并使芯片保持在复位状态;而此时如果VDD掉电跌落到VBOR以下的时间小于TBOR,则系统就不会产生复位。直到VDD恢复到正常范围,上电延时电路再提供一个固定的72毫秒延时,才使CPU从复位状态返回到原正常运行状态。

  另外,PIC16F877A还带有两种特殊的延时电路:上电延时和起振延时电路。在芯片加电时,上电延时定时器PWRT提供一个固定的72毫秒正常上电延时。上电延时电路采用RC振荡器方式工作。当PWRT处于延时过程时,芯片就能一直保持在复位状态,以确保电源电压在这个固定延时内达到合适的芯片工作电压;在上电延时电路提供一个72ms延时后,起振定时器OST将提供1 024个振荡周期的延迟时间,以保证晶体或陶瓷谐振器能够有合适的时间起振并产生稳定的时序波形。

  (3).看门狗复位:PIC16F877A单片机嵌入了一个具有较强功能的看门狗定时器WDT,能够有效防止因环境干扰而引起系统程序“跑飞”。WDT的定时/计数脉冲是由芯片内专用的RC振荡器产生的。它的工作既不需要任何外部器件,也与单片机的时钟电路无关。看门狗的基本定时为18mS,我们可以在18mS基本定时的基础上加入1:1—1:128的预分频比例,从而达到18—2304毫秒的定时。

  (4).人工复位:无论单片机在正常运行还是处在睡眠状态,只要在复位端/MCLR人工加入低电平,单片机就会立即复位。

  4.PIC16F877单片机的专用功能模块

  PIC16F877A单片机片上集成了多个专用功能模块,因此PIC单片机无论用于工业控制还是家电产品都显得得心应手、应付自如。

  1).通用同步/异步串行收发器USART模块    在RC端口汇集有多种串行数据传送方式,其中包括同步/异步收发器USART,用于实现二线方式的串行通信。可以定义为全双工异步和半双工同步两种工作方式。

  2).并行从动端口PSP模块

  用于与其它具有开放总线的单片机、DSP进行数据总线连接,进行高速的数据传输与交换。

  3).主同步串行端口MSSP

  具有SPI和IIC两种数据传送的工作方式,可实现多机或外接专用器件进行特殊通信。

  4).捕捉/比较/脉宽调制模块

  PIC16F877A单片机配置有两个功能很强的模块CCP1和CCP2,分别能与TMR1和TMR2配合实现对信号的输入捕捉、输出比较和脉宽调制PWM输出功能。

  输入捕捉功能:主要通过TMR1定时器,及时捕捉外加信号的边沿触发,用来间接测量信号周期、频率、脉宽等。

  输出比较功能:主要通过TMR1定时器和比较电路,输出宽度可调的方波信号,以驱动那些工作于脉冲型的电气部件。

  脉宽调制PWM输出功能:主要通过TMR2定时器、PR2周期寄存器和比较电路,输出周期和脉宽可调的周期性方波信号,以控制可控硅的导通状态、步进电机转动角度或调整发光器件亮度等。

  5).模/数转换器(ADC)模块

  PIC16F877A单片机上嵌入了一个8路10位分辨率的模/数( A/D)转换器,用来将外部的模拟量变换成单片机可以接受和处理的数字量。A/D转换器采用常规的逐次比较法,参考电压既可使用标准的VDD和VSS信号,也可使用外加参考电压的方式。A/D转换器内部配置有独立的时钟信号,即使PIC单片机处于睡眠的情况下,也可以进行A/D转换。

  5.PIC16F877A单片机的引脚配置

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  PIC16F877A的封装为双列直插式40引脚及表面贴装式44引脚等几种形式。上图是双列直插式40引脚功能图。

  PIC16F877A单片机的所有接口引脚除具有基本输入/输出功能以外,一般都设计有第2功能,甚至第3功能。它采用引脚复用技术,以便即使增加功能但却不增大体积及引脚数量。

  1).系统配置引脚

  (1).电源和接地引脚(均配置2组)

  VDD:正电源端。VSS:接地端。

  (2).时钟、复位引脚

  OSCI/CLKIN:时钟振荡器晶体连接端1/外部时钟源输入端。

  OSC2/CLKOUT:时钟振荡器晶体连接端2外部时钟源输出端。

  (3).主复位引脚

  MCLRNPP:人工复位输入端(低电平有效)/编程电压输入端。2).输入/输出引脚的其它功能

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