? ? ? ? 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的中斷是否開啟），如果中斷已經(jīng)開啟了（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是否開啟位，當(dāng)此位設(shè)為1時(shí)，Timer1開啟，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。

　　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。