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PIC系列單片機數據存儲器的特點和功能

作者: 時間:2013-09-09 來源:網絡 收藏
品種雖多,但各產品內部硬件資源的設置仍是很有規律的。筆者以PIC16C71A和PIC16C63/65/65A兩個品種為實例,查看它們片內的結構,找出它們的特點并說明某些寄存器的主要功能,以供用戶快速編程。表1和表2分別是PIC16C71A和PIC16C63/65/65A產品片內的資源表,其它系列產品的片內數據存儲器結構的資源與表1、表2資源都很相似,其差別僅僅是片內功能部件的種類和數量不同(PIC16C57/58有4個存儲體)。筆者從下述幾個方面介紹表1和表2的特點和主要功能。

  1統一編址 各類數據存儲器都是以寄存器方式工作和尋址的。專用寄存器包括了定時寄存器TMRO、選擇寄存器OPTION(又稱為項選寄存器)、程序計數器PCL、狀態寄存器STATUS、間接尋址寄存器INDF和FSR、端口I/O寄存器(如PORTA、PORTB…)和相對應的端口I/O控制寄存器(又稱為端口I/O數據方向寄存器,如TRIAS、TRISB…)、保持寄存器PCLATH和中斷控制寄存器INTCON等。上述的專用寄存器都是PIC16C63/65/65A和PIC16C71A共同有的,它們不僅是寄存器名稱、功能相同,而且寄存器的地址也完全相同。如果再查看其它PIC單片機,如PIC16C62/62A/64/64A、PIC16C71/72/73/73A/74/74A、PIC16C8X……它們的專用寄存器名稱凡是與以上相同者其地址也完全與上述相同,可見盡管單片機品種多,但掌握它們的規律后,學習是不難的。

  型號不同的PIC單片機,其數據存儲器的內部資源僅僅是功能種類和多少的不同。如PIC16C71A型,其引腳為18腳,主要功能是帶有8位的A/D轉換部件,有4個A/D通道模擬輸入,所以在表1中與其A/D轉換部件有關的專用寄存器ADRES(用于存放A/D轉換的數值結果)、A/D控制寄存器ADCON0(用于控制A/D轉換器的操作)和A/D控制寄存器ADCON1(用于控制選擇A/D引腳的功能)等。對PIC16C65/65A型,其引腳是40腳的,其功能比PIC16C71A單片機強,因而數據存儲器表2中的專用寄存器的種類就比表1的增加了很多。

  專用寄存器的每個寄存單元都有相對應的固定用途,它們可分成兩類:一類用于供CPU操作(如INDF和FSR、STATUS、PCL……);另一類用于控制外圍功能芯片的操作。

學習PIC單片機數據存儲器時,不僅要了解各寄存器單元的功能,而且還應在編制程序時會調用它們完成編程目的。下面筆者將以編程實例說明它們的用途。
  2間接尋址寄存器INDF和FSR 位于PIC單片機數據存儲器的最頂端、地址00單元(地址碼最小)的間接尋址寄存器INDF是一個空的寄存器。它只有地址碼,在物理上不是一個真正的寄存器。它的功能常常與寄存器FSR(又稱寄存器選擇寄存器)配合工作,實現間接尋址目的。初學專用寄存器INDF和FSR時,記住下述的邏輯關系對編程是有幫助的:使用寄存器INDF的任何指令,在邏輯上都是對寄存器FSR所指向的RAM進行訪問,即對INDF(本身)進行間接尋址(訪問),讀出的應是FSR內容。以下的一個簡單程序是用間接尋址方式清除RAM地址20h~2Fh單元寄存器內容的實例。
   MOVLW 0x20 ;20h→w,對指向RAM單元的指針
          ;初始化
   MOVWF FSR ;20h→FSR,FSR指向RAM
LOOP CLRF INDF ;清除INDF,即清除FSR內容所指
         ;向的單元20h→2Fh
   INCF   FSR ;(指針)FSR內容加1
   BTFSS FSR,4;判別(指令)FSR的D3位,若為零
         ;執行下條循環指令;若為1間跳
         ;執行。
GOTO LOOP;跳轉到LOOP(循環)
CONTINUE…    ;已完成功能,繼續執行程序
  由上述指令看出,因寄存器INDF和FSR的配合工作,達到了對RAM地址20h~2Fh的寄存器清零目的。由于完成上述功能的指令數很少,這就會簡化指令系統,使PIC單片機的指令集得以精簡。
  說明:上述各條指令易于看懂,所以無需再復述,但其中的一條判別指令“BTFSS FSR,4”比較關鍵。該條指令是保證題設中要選擇RAM地址單元上限值2Fh時,其對應的二進制數為00101111B,此時FSR的第4位恰為1。所以上述指令中用了一條判斷指令;BTFSS FSR,4,判斷FSR的D3位值是否為1,若不為1而為0,則執行下條循環指令GOTO LOOP,使FSR中的地址不斷加1,直到寄存器FSR的D3位為1時,這時它的內容代表的RAM地址恰為2Fh。
  由此可見,學習PIC單片機數據存儲器中的專用寄存器時,不必要對每個產品的專用寄存器進行學習,只需先學習它們的共同點,然后選中一個產品型號的專用寄存進行詳細分析,有條件時進行必要的相關指令操作,就能完全掌握單片機技術。

A/D轉換寄存器 這里摘錄一段筆者從網上下載的用PIC16F877單片機芯片(帶Flash存儲器的)完成有關A/D轉換的源程序部分指令,并用它說明有關A/D轉換寄存器在指令中的用法。這里先引用部分源程序,源程序中的注釋是筆者按照指令在程序中的作用所加的注釋(不是某條指令的直接功能),這是初學者讀以下指令時應注意的。A/D轉換器部分源程序清單如下:


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