【正文】 接與繼電器控制電路相連 ,無須光電耦合器隔離，給應(yīng)用帶來極大方便。 PIC 以保密熔絲來保護(hù)代碼，用戶在燒入代碼后熔斷熔絲，別人再也無法讀出，除非恢復(fù)熔絲。 （ 7） 自帶看門狗定時(shí)器，可以用來提高程序運(yùn)行的可靠性。雖然 PIC 在這方面已不能與新型的 TI－ MSP430 相比， 7 但在大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合還是能滿足需要的。 中檔 8 位單片機(jī)： PIC12C6XX/PIC16CXXX 系列 PIC 中檔產(chǎn)品是 Microchip 近年來重點(diǎn)發(fā)展的系列產(chǎn)品，品種最為豐富，其性能比低檔產(chǎn)品有所提高，增加了中斷功能，指令周期可達(dá)到 200ns，帶 A／ D，內(nèi)部 E2PROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，雙時(shí)鐘工作，比較輸出，捕捉輸入， PWM 輸出， I2C 和 SPI接口，異步串行通訊（ USART），模擬電壓比較器及 LCD 驅(qū)動(dòng)等等，其封裝從 8 腳到 68 腳，可用于高、中、低檔的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中 ,價(jià)格適中，廣泛應(yīng)用在各類電子產(chǎn)品中 高檔 8 位單片機(jī)： PIC17CXX 系列 PIC17CXX 是適合高級(jí)復(fù)雜系統(tǒng)開發(fā)的系列產(chǎn)品，其性能在中檔位單片機(jī)的基礎(chǔ)上增加了硬件乘法器，指令周期可達(dá)成 160ns，它是目前世界上 8位單片機(jī)中性價(jià)比最高的機(jī)種，可用于高、中檔產(chǎn)品的開發(fā)，如馬達(dá)控制 （二） 相關(guān) 背景知識(shí) 1． 16F877a 基本知識(shí) （ 1） 16F877a 的 基本架構(gòu) 單片機(jī)是 中央處理單元 (CPU)，存儲(chǔ)器 (Memory)及輸入 /輸出單元三大部分組成。存儲(chǔ)器單元提供存放程序與資料的空間，包含只讀存儲(chǔ)器 (ROM)和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (RAM)。 8 圖 1 單片機(jī)基本架構(gòu) （ 2） PIC16F877a 的特性說明如 下： ● 采用高性能的 RISC CPU 核心 ● 8 位微電腦控制芯片 ● 8K 14Flash 程序存儲(chǔ)器 ● 5 組 I/O 端口（ A,B,C,D,E） ● 368Bytes 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及 256Bytes 的 EEPROM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 ● 2 組 8位定時(shí)器 TMR0,TMR2，及 1組 16 位定時(shí)器 TMR1 ● 支持 14個(gè)中斷處理 （ 3） PIC16F877a 單片機(jī)核心架構(gòu) PIC16F877a單片機(jī)是 RISC 架構(gòu)單片機(jī)，它所采用的 Harvard 結(jié)構(gòu)和過去一般單片機(jī)所采用的 Von Neumann 結(jié)構(gòu)最大的差異在于總線的改變 ，如圖 2所示。 Harvard 結(jié)構(gòu)改善了這樣的缺點(diǎn)，主要是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器使用不同的存儲(chǔ)體區(qū)塊，而且也有各自獨(dú)立的總線，這樣的做法就大大改善了指令執(zhí)行的頻寬，兩條總線可以同時(shí)工作，最大的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)一個(gè)指令在執(zhí)行時(shí)，已經(jīng) 可以去抓下一個(gè)指令，因此對(duì)于運(yùn)作的效率會(huì)有顯著的提升。程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器有它自己的總線， 各自工作而不受對(duì)方影響。復(fù)位向量在 0000h 中，而中斷向量在 0004h 中。 RP1 RP0 〔 STATUS〈 6:5〉〕 =0 0 體 0 =0 1 體 1 =1 0 體 2 =1 1 體 3 每個(gè)塊的范圍達(dá)到 7Fh（ 128bit），每個(gè)塊的較低位存儲(chǔ)單元保存 SFRS，在 SFRS上面是 GPRS 作為靜態(tài) RAM 操作的。一些 經(jīng)常使用的SFRS 可以從一個(gè)體鏡像到另一個(gè)體來減少代碼和實(shí)現(xiàn)快速訪問。它們是實(shí)現(xiàn)間接尋址所必需的兩個(gè)寄存器。間接尋址通過使用 INDF 寄存器而成為可能。在 PIC16F877a中所采用的這種獨(dú)特而巧妙的構(gòu)想，可以使指令 集得到很大程度的精簡(jiǎn)。在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中就會(huì)用到該寄存器中的 位進(jìn)行判斷進(jìn)入哪個(gè)程序模塊。當(dāng)發(fā)生上電復(fù)位之后，應(yīng)該用軟件及時(shí)將其置 1，以便下次利用該比特來判斷是否發(fā)生了電源上電復(fù)位。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用的存儲(chǔ)器有外部存儲(chǔ)器（又叫輔助存儲(chǔ)器）和內(nèi)部存儲(chǔ)器（又叫主存儲(chǔ)器）之分。而常見的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器器件分為 RAM、 ROM和 NVRAM，而它們往下又細(xì)分為多個(gè)分支， FLASH 程序存儲(chǔ)器就是 ROM 中的一種，其內(nèi)容斷電后也不丟失，可反復(fù)檫寫多次，并且容易實(shí)現(xiàn)在線檫寫，其檫寫速度基本同于 EEPROM，但是其制 造成本更低、芯片面積更小。雖然 EEPROM 和 FLASH 存儲(chǔ)器都可以多次電檫和電寫，但 EEPROM 的讀∕寫次數(shù)要高的多。 PIC16F87X 單片機(jī)內(nèi)部同時(shí)具備兩種電檫和電寫存儲(chǔ)器，分別是用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的 EEPROM 和用于固化用戶程序的 FLASH，它們都能夠在適合 PIC 單片機(jī)正常工作的 VDD 電壓范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)讀∕寫操作。 FLASH 程序存儲(chǔ)器的讀∕寫操作是以 14 位的單指令字節(jié)為單位進(jìn)行的，對(duì)于其的寫操作實(shí)際是對(duì)某一指定單元進(jìn)行的“先檫除，后寫入”的操作。燒寫到 FLASH 程序存儲(chǔ)器中的內(nèi)容，不一定都是有效指令代碼，也可以利用這個(gè) 14 位寬的存儲(chǔ)器，存放一些固定參數(shù)等。但是 11 對(duì)于 FLASH 程序存儲(chǔ)器進(jìn)行單個(gè)指令字節(jié)的寫入操作，將會(huì) 暫停其他指令的執(zhí)行，直到寫操作完成，并在寫操作進(jìn)行期間，不能對(duì)程序存儲(chǔ)器的任何單元進(jìn)行取指操作，即在此期間不能執(zhí)行任何指令。總之， FLASH 不能同時(shí)扮演“被燒寫存儲(chǔ)器”和“取指令存儲(chǔ)器”雙重角色。在一次燒寫操作完畢， FLASH 工作電壓再自動(dòng)切換到正常值時(shí)， CPU 才繼續(xù)執(zhí)行 FLASH 中的程序。具體處理過程是，一旦寫操作完成，如果中斷源對(duì)應(yīng)的各個(gè)中斷屏蔽位都是開放的，并且該中斷源的中斷請(qǐng)求發(fā)生在寫操作期間，那么，在執(zhí)行完預(yù)先抓取到指 令寄存器中的指令之后，將立刻轉(zhuǎn)向中斷矢量地址去執(zhí)行中斷服務(wù)子程序。因此， FLASH 兩者都不能被用戶程序直接訪問，而只能通過專用寄存器進(jìn)行間接的訪問。 FLASH 程序存儲(chǔ)器允許以指令字節(jié)（ 14 位）進(jìn)行讀∕寫操作，但是寫操作會(huì)暫停 CPU 對(duì) FLASH 區(qū)中指令的執(zhí)行，直到寫操作完成。依據(jù)內(nèi)部配置 FLASH 的容量不同，又可以分為以下 3種情況。用到了 EEADR 和EEADRH 寄存器對(duì)的低 13 位， 213 =8K。原因是，當(dāng) EEADR 和 EEADRH 內(nèi)部 16 位地址碼 超出 8K時(shí)，尋址范圍并不會(huì)繞回到 FLASH的低地址單元上。這樣做也便于用戶程序在 PIC16F87X 不同型號(hào)之間的移植和兼容。所以僅用到了 EEADR 和 EEADRH 內(nèi)部 16 位地址碼的低 12 位， 212=4K。 ⑶ 對(duì)于 PIC16F870∕ 871∕ 872 而言，配置的 FLASH 容量?jī)H為 2K 14，為PIC16F876∕ 877 的 1/4。雖然最高 5 位沒有用到，但是必須要將這 5位清 0，理由同上。 也把它當(dāng)作一個(gè)外圍模塊來看待，對(duì)于它的操作與操作 EEPROM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器也基本相同，只是其數(shù)據(jù)寬度和地址寬度都需要增加，因此，地址寄存器 和數(shù)據(jù)寄存器都增加到了一對(duì)。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，以上述 4 個(gè)寄存器為界，其左邊，在工作寄存器 W和 4 個(gè)寄存器之間經(jīng)過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線進(jìn)行的是數(shù)據(jù)傳送，是由 CPU 執(zhí)行用戶程序分 4 次來完成的；而右邊，在 4 個(gè)寄存器與 FLASH 之間的數(shù)據(jù)傳送則是靠硬件自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。 燒寫 FLASH 與向 EEPROM 中燒寫數(shù)據(jù)的操作過程相比，主要的不同之處有： 地址碼有 13 位、 12 位或 11 位（分別對(duì)應(yīng) 876∕ 87 873∕ 874 和 872∕ 871∕ 870），需要 2 個(gè)地址寄存器并行工作；數(shù)據(jù)有 14 位，也需要 2 個(gè)數(shù)據(jù)寄存器并行工作。也就是說，這兩種操作絕對(duì)不能發(fā)生在同一時(shí)刻，其中的道理前面分析過。一旦寫操作完成， CPU 將繼續(xù)執(zhí)行被中止的程序。在用程序燒寫器經(jīng)過在線串行編程（ ICSP）引腳，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行燒寫編程時(shí)如果將 WRT 位清 0，此后就不能再以執(zhí)行用戶程序來操縱控制寄存器 EECON 的方式，燒寫 FLASH 程序存儲(chǔ)器，如表 1所列。 表 1 內(nèi)部 FLASH 程序存儲(chǔ)器的讀∕寫狀態(tài)表 配置位 FLASH 程序存儲(chǔ)器 區(qū)間 內(nèi)部 ICSP CP1 CP0 WRT 讀操作 寫操作 讀操作 寫操作 0 0 X 全部 是 不 不 不 0 1 0 未保護(hù)區(qū)間 是 不 是 不 保護(hù)區(qū)間 是 不 不 不 0 1 1 未保護(hù)區(qū)間 是 是 是 不 保護(hù)區(qū)間 是 不 不 不 1 0 0 未保護(hù)區(qū)間 是 不 是 不 保護(hù)區(qū)間 是 不 不 不 1 0 1 未保護(hù)區(qū)間 是 是 是 不 保護(hù)區(qū)間 是 不 不 不 表 內(nèi)部 FLASH 程序存儲(chǔ)器的讀∕寫狀態(tài)表 (續(xù) ) 1 1 0 全部 是 不 是 是 1 1 1 全部 是 是 是 是 14 說明： ⑴ ICSP 讀∕寫操作 —— 指借助于“程序燒寫器”經(jīng)過在線串行編程（ ICSP）引腳對(duì)單片機(jī)片內(nèi)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀∕寫操作； ⑵ 內(nèi)部讀∕寫操作 —— 以執(zhí)行用戶程序和通過操縱控制寄存器 EECON的方式進(jìn)行讀∕寫操作 燒寫 FLASH 比燒寫 EEPROM 更需要慎重，以防程序失控導(dǎo)致死機(jī)。除了正在對(duì)于 FLASH 進(jìn)行寫操作之外，平時(shí) WREN 始終保持為 0。在一次寫操作完畢之后， WREN 位由軟件清 0。 寫 FLASH 程序存儲(chǔ)器的操作步驟如下。 ① 把準(zhǔn)備燒寫的 14 位數(shù)據(jù)分兩步送入數(shù)據(jù)寄存器對(duì) EEDATH： EEDATA 中。 ③ 把寫使能位 WREN 置 1，允許后面進(jìn)行寫操作。 ⑤ 執(zhí)行專用的“ 5 指令序列”這 5條指令是固定搭配，道理同前： 用一條移動(dòng)指令再把 W 中的 55H 轉(zhuǎn)入控制寄存器 EECON2 中； 用一條移動(dòng)指令再把 W 中的 AAH 轉(zhuǎn)入控制寄存器 EECON2 中； ⑥ 執(zhí)行 2 條 NOP 指令，給單片機(jī)足夠的進(jìn)入寫操作的時(shí)間。 15 ⑧ 清除寫允許位 WREN，在本次寫操作沒有完畢之前，禁止重開新的一次寫操作。由于在對(duì) FLASH 的寫操作期間， CPU 不能執(zhí)行任何指令，因此，就不能使用軟件查詢方式檢驗(yàn) WR 狀態(tài)位或 EEIF 標(biāo)志位，來判定寫操作是否完成。為了防止意外寫操作行為的發(fā)生，（意外寫操作主要是指由于某些偶然的原因單片機(jī)自發(fā)進(jìn)行的、可能導(dǎo)致不良后果的一類寫 操作行為。） PIC16F87X 單片機(jī)內(nèi)部建立了多種保障機(jī)制。 72ms 的上電延時(shí)復(fù)位定時(shí)器 PWRT（如果系統(tǒng)配置字定義為使能，即PWRTE =0），也可以防止上電期間可能發(fā)生的意外寫操作。 廠家規(guī)定的寫操作專用的“ 5 指令序列”， 如果順序顛倒、密碼出錯(cuò)、不連續(xù)執(zhí)行等，都不能啟動(dòng)寫操作，從而