【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，如寄存器 I/O口、定時(shí)器和程序寄存器等都是采用了 RAM結(jié)構(gòu)形式，而且都只需要一 個(gè)周期就可以完成訪問(wèn)和操作。而其它單片機(jī)常需要兩個(gè)或兩個(gè)以上的周期才能改變寄存器的內(nèi)容。上述各項(xiàng)，就是 PIC 系列單片機(jī)能做到指令總數(shù)少，且大都為單周期指令的重要原因。 上述的三層次 (級(jí) )的 PIC 8 位單片機(jī)還具有很高的代碼兼容性，用戶很容易將代碼從某型號(hào)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)型號(hào)中。 PIC系列 8 位單片機(jī)為適應(yīng)各種不同的用途，有多種型號(hào)可供選用。但是，盡管 PIC 單片機(jī)有不同的檔次和型號(hào)，但其最基本的組成則大同小異 [7]。因此，在這里先從型號(hào) PIC16F84 的單片機(jī)入手，討論其基本組成。 PIC16F84是雙 列直插式 (DIP)塑料封裝，最大時(shí)鐘頻率可達(dá) 4MHz。 PIC16C84 是 8 位 CMOS EEPROM 單片機(jī)。它有高性能的類似于 RISC 的指令，共有 35 條單字節(jié)的指令，所有的指令除程序分支指令需要兩個(gè)指令周期外，都只需要一個(gè)指令周期。當(dāng)主振頻率為 10MHZ時(shí)一個(gè)指令周期為 400ns。程序指令的寬度為 14 位，在芯片內(nèi)有 1K14 的 EEPROM程序存儲(chǔ)器 。數(shù)據(jù)的寬度為 8 位，在芯片內(nèi)有 368的靜態(tài) RAM 的通用寄存器， 648 的 EEPROM 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 8 級(jí)深度的硬堆棧。具有直接、間接、相對(duì)尋址方式。有 4 個(gè)中斷源 ；外部 RBO／ INT 引腳； TMRO計(jì)時(shí)器溢出， PORTB＜ 7： 4＞引腳上信號(hào)的改變；數(shù)據(jù)寫入 EEPROM 完成 。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擦／寫可達(dá) 1000000 次，數(shù)據(jù)的保持大于 40 年。有 13 位的 I／ O 引腳，可以單獨(dú)直接控制。 每一個(gè) I／ O 引腳均可承受 25mA 的輸入／輸出電流，這樣就可以直接驅(qū)動(dòng) LED。有 8 位的計(jì)時(shí)／計(jì)數(shù)器（ TMRO）并帶有 8位可編程的預(yù)分頻。有通電復(fù)位（ POR）；功耗上升（ POWER－ UP）計(jì)時(shí)器（ PWRT）； 8 振蕩器起動(dòng)計(jì)時(shí)器（ OST）；看門狗計(jì)時(shí)器（ WDT），為了能可靠工作 ，它有自己的 RC 振蕩器 。有代碼保證功能。有 SLEEP（睡眠）方式 ，以 節(jié)省 功耗。有 4 種可供選擇的振蕩器： RC（低成本的 RC振蕩器）；XT（標(biāo)準(zhǔn)的晶體／諧振器）； HS（高速晶體／諧振器）； LP（低功耗，低 頻率的晶體）。工作電壓的范圍寬 ～ 。 PIC16C84單片機(jī)最大的特點(diǎn)是具有 1K14 位的電可擦除的程序存儲(chǔ)器和 648位的電可擦除的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這將為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和各種應(yīng)用提供了 更多的方便。 時(shí)鐘和指令周期 。 從 OSCI 來(lái)的時(shí)鐘輸入在內(nèi)部經(jīng) 4 分頻。產(chǎn)生互不疊加的時(shí)佛周期，每 4 個(gè)時(shí)鐘周期（ θ1， θ2， θ3， θ4）組成一個(gè) 指令周期。在內(nèi)部、程序計(jì)數(shù)內(nèi)對(duì)每一個(gè) θ1加 1，然后從程序存儲(chǔ)器取指令，取出的指令在 θ4 時(shí)放入指令寄存內(nèi)。在下一個(gè) θ1 利 θ4 期間指令被執(zhí)行。取指令和執(zhí)行指令采用流水線技術(shù)，一個(gè)指令周期取指令，下一個(gè)指令周期執(zhí)行已取出的指令，同時(shí)又取出下一條指令。所以每條指令執(zhí)行， CPU的時(shí)間是一個(gè)指令周期。當(dāng)某條指令要改變程序計(jì)數(shù)器的 內(nèi)容時(shí)（如分支指令），則需要兩個(gè)指令周期才能完成。被取出的指 令在執(zhí)行指令周期的 θ1時(shí)放入指令寄存器，在 θ2， θ3， θ4時(shí)譯碼 并執(zhí)行指令。在 θ2期間讀操作在 θ4期間寫操作數(shù)。 存貯器的結(jié)構(gòu) 。 在 PIC16C84 單片機(jī)中有兩個(gè)存儲(chǔ)器塊。即程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。每一塊具有它自己的總線，即可在同一時(shí)鐘周期訪問(wèn)每一塊。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器被進(jìn)一步分成通用 RAM 和專用功能寄存器（ SFRS）。專 用功能寄存器用于控制外設(shè)模式。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器也包含有數(shù)據(jù) EEPROM存 儲(chǔ)器。這個(gè)存儲(chǔ)器并不直接映象到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，而是間接映象的。即由一個(gè)間接尋址的指針指明要讀／寫的數(shù)據(jù) EEPROM的地址。 64 個(gè)字節(jié) 的數(shù)據(jù) EEPROM 具有的地址是 0～ 3FH。 PIC16F84雖然體積不大，但仍然是一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)，它有一個(gè)中央處理器 (CPU)、程序存儲(chǔ)器 (ROM)、數(shù)據(jù)寄存器 (RAM)和兩個(gè)輸入 /輸出口 (I/O 口 )。 和其它品種的單片機(jī)一樣， CPU 是此單片機(jī)的 “首腦 ”，它從程序存儲(chǔ)器中讀取和執(zhí)行指令。在取指和執(zhí)行時(shí)，還可同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)寄存器進(jìn)行取數(shù) (PIC16F84采用哈佛結(jié)構(gòu) )。程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器各有一條總線與 CPU相連。有些 CPU 將 CPU 內(nèi)部的寄存器與其外部的 RAM 是分開(kāi)管理的，但 PIC單片機(jī)不是這樣，它的通用數(shù)據(jù) RAM 也歸為寄存器，稱為 File 寄存器。在 PC16F84 中，有 68個(gè)字節(jié)的通用 RAM，其地址為 0CH～ 4FH。 除了通用數(shù)據(jù)寄 存器外，還有一些專用寄存器，其中最常用的工作寄存器為 “W 寄存器 ”。 CPU 將工作數(shù)據(jù)存放在 W 寄存器中。寄存器 W 的作用與其它單片機(jī)中的 “累加器 A”相似。此外，還有幾個(gè)專用寄存器，它們分別以某種方式控制 PIC 的運(yùn)作。 PIC16F84 的程序存儲(chǔ)器是由 Flash(閃速 )EPROM構(gòu)成，它可用電來(lái)記錄和擦除，而在斷電時(shí)，仍可保留其內(nèi)容。 PIC 單片機(jī)有些型號(hào)的程序存儲(chǔ)器用的是 EPROM，需要用紫外線來(lái)擦除；還有一些型號(hào)是一次性可編程 (OTP)的產(chǎn)品 (一經(jīng)編程便不能再擦除 )[8]。 PIC16F84 有兩個(gè)輸入 /輸出口，即 A口和 B 口。每個(gè)口的每個(gè)引腳可單獨(dú)設(shè)定為輸入或輸出。各個(gè)口的位是從 0 開(kāi)始編號(hào)的。當(dāng) A 口為輸出方式時(shí)，其第 4 位 (即 RA4)為開(kāi)路集電極 (或開(kāi)路漏極 )輸出，而 B口及 A 口其它各位為常規(guī)的全 CMOS 驅(qū)動(dòng)電路。這些功能必須注意，否則會(huì)在編程時(shí)出錯(cuò)。 CPU 對(duì)每個(gè)端口都按一個(gè)字節(jié) 8 位來(lái)處理，但 A口只有 5 位引腳。 PIC輸入與 COMS 兼容，所以 PIC 輸出可驅(qū)動(dòng) TTL或 CMOS 邏輯芯片。每個(gè)輸出引腳可以流出或吸入 20mA電流，即使一次只用了一個(gè)引腳亦是如此。 9 PIC16F84 還有一些其它功能，如用來(lái)長(zhǎng)期存放數(shù)據(jù)的 EEPROM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器模塊等 。 本 無(wú)線 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)就是利用 PIC16F84 來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 2． 基于 PIC的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī) 基于 PIC 的 無(wú)線 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng) 包括 基于 PIC 的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī) 和接收機(jī)。在 發(fā)射機(jī) 和接收機(jī)電路設(shè)計(jì)中均采用 PIC Chip 控制。在發(fā)射機(jī)電路中，采用 PIC來(lái)控制發(fā)射信號(hào)的種類和對(duì)信號(hào)編碼的控制。接收機(jī)中采用 PIC 來(lái)對(duì)發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行識(shí)別和解碼。 這里主要介紹 以 PIC16F84 芯片 (圖 1 為它的電路圖 )為基本部件，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī) 。我們采用 PIC16F84 芯片編程來(lái)產(chǎn)生控制編碼。 這種方式能使我們簡(jiǎn)單改寫 PIC 程式就能產(chǎn)生各種不同的編碼，利于對(duì)各種 器件的控制和簡(jiǎn)化發(fā)射器電路的設(shè)計(jì)。 IC2RA0RA1RA4IC1SW1SW2R11k 1kR1D1OUT IND24,14C110317181516X14MHz5R21kR41k+9VBATTR610kC3103R72kC5103C6103C7103R833KR9100TR22SC1906R510kC2103LIC1:PIC16F84AIC2:78L05 圖 1 遙控器發(fā)射機(jī)電路圖 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī)使用 PIC16F84 芯片 （ 如圖 2） 。具體電路設(shè)計(jì)時(shí)，編碼控制由 RA0和 RA1輸入端口選擇控制。對(duì)發(fā)振器的控制由 RA4端口輸出信號(hào)控制。 10 110111213141516171898765432RA2RA3RA4/TOCKIMCLRVssRB0/INTRB1RB2RB3RA