PIC单片机原理及应用.pptx

13.113.1PICPIC系统功能及配置系统功能及配置 就系统功能及配置情况，就系统功能及配置情况，就系统功能及配置情况，就系统功能及配置情况，PICPICPICPIC系列单片机系列单片机系列单片机系列单片机可以说功能强大、配置完善，从各个方面为用可以说功能强大、配置完善，从各个方面为用可以说功能强大、配置完善，从各个方面为用可以说功能强大、配置完善，从各个方面为用户着想，留有很大的开发余地和灵活的配置固户着想，留有很大的开发余地和灵活的配置固户着想，留有很大的开发余地和灵活的配置固户着想，留有很大的开发余地和灵活的配置固化方式。化方式。化方式。化方式。13.1.1 13.1.1 系统配置寄存器系统配置寄存器CONFIGCONFIG F877 F877 F877 F877系统配置寄存器系统配置寄存器系统配置寄存器系统配置寄存器CONFIGCONFIGCONFIGCONFIG，是一个，是一个，是一个，是一个14141414位宽位宽位宽位宽度的度的度的度的“不可访问不可访问不可访问不可访问”寄存器。用该寄存器的配置位寄存器。用该寄存器的配置位寄存器。用该寄存器的配置位寄存器。用该寄存器的配置位可以对片内各种部件进行配置。可以对片内各种部件进行配置。可以对片内各种部件进行配置。可以对片内各种部件进行配置。这个寄存器在程序内存中的映像地址为这个寄存器在程序内存中的映像地址为这个寄存器在程序内存中的映像地址为这个寄存器在程序内存中的映像地址为2007H2007H2007H2007H，已经不在用户编程存储空间可寻址的范围。，已经不在用户编程存储空间可寻址的范围。，已经不在用户编程存储空间可寻址的范围。，已经不在用户编程存储空间可寻址的范围。寄存器配置字（地址寄存器配置字（地址2007H2007H）Bit1Bit1Bit1Bit1 Bit0/FOSC1Bit0/FOSC1Bit0/FOSC1Bit0/FOSC1FOSC0FOSC0FOSC0FOSC0：振荡类型选择位振荡类型选择位振荡类型选择位振荡类型选择位。00000000：选择：选择：选择：选择LPLPLPLP型，低频振荡方式；型，低频振荡方式；型，低频振荡方式；型，低频振荡方式；01010101：选择：选择：选择：选择XTXTXTXT型，标准振荡方式；型，标准振荡方式；型，标准振荡方式；型，标准振荡方式；10101010：选择：选择：选择：选择HSHSHSHS型，高频振荡方式；型，高频振荡方式；型，高频振荡方式；型，高频振荡方式；11111111：选择：选择：选择：选择RCRCRCRC型，阻容振荡方式。型，阻容振荡方式。型，阻容振荡方式。型，阻容振荡方式。Bit2/WDTEBit2/WDTEBit2/WDTEBit2/WDTE：监视定时器控制位监视定时器控制位监视定时器控制位监视定时器控制位。0 0 0 0：关闭：关闭：关闭：关闭WDTWDTWDTWDT工作；工作；工作；工作；1 1 1 1：允许：允许：允许：允许 WDTWDTWDTWDT工作。工作。工作。工作。Bit3/PWRTEBit3/PWRTEBit3/PWRTEBit3/PWRTE：上电延时控制位上电延时控制位上电延时控制位上电延时控制位，主动参数。，主动参数。，主动参数。，主动参数。0 0 0 0：关闭上电延时；：关闭上电延时；：关闭上电延时；：关闭上电延时；1 1 1 1：允许上电延时。：允许上电延时。：允许上电延时。：允许上电延时。不管不管不管不管PWRTEPWRTEPWRTEPWRTE位的值如何，使能（设置）掉电复位锁定功位的值如何，使能（设置）掉电复位锁定功位的值如何，使能（设置）掉电复位锁定功位的值如何，使能（设置）掉电复位锁定功能也就自动使能（设置）上电延时定时器。因此，务必保能也就自动使能（设置）上电延时定时器。因此，务必保能也就自动使能（设置）上电延时定时器。因此，务必保能也就自动使能（设置）上电延时定时器。因此，务必保证在任何时候使能掉电复位锁定时，上电延时定时器将处证在任何时候使能掉电复位锁定时，上电延时定时器将处证在任何时候使能掉电复位锁定时，上电延时定时器将处证在任何时候使能掉电复位锁定时，上电延时定时器将处于使能状态。于使能状态。于使能状态。于使能状态。Bit5Bit5Bit5Bit5Bit4/CP1Bit4/CP1Bit4/CP1Bit4/CP1CP0CP0CP0CP0：FLASHFLASHFLASHFLASH程序内存代码保护使能位程序内存代码保护使能位程序内存代码保护使能位程序内存代码保护使能位。00:00:00:00:保护保护保护保护0000H-1FFFH0000H-1FFFH0000H-1FFFH0000H-1FFFH的代码；的代码；的代码；的代码；01:01:01:01:保护保护保护保护1000H-1FFFH1000H-1FFFH1000H-1FFFH1000H-1FFFH的代码；的代码；的代码；的代码；10:10:10:10:保护保护保护保护1F00H-1FFFH1F00H-1FFFH1F00H-1FFFH1F00H-1FFFH的代码；的代码；的代码；的代码；11:11:11:11:关闭代码保护功能。关闭代码保护功能。关闭代码保护功能。关闭代码保护功能。Bit6/BODENBit6/BODENBit6/BODENBit6/BODEN：复位锁定使能位复位锁定使能位复位锁定使能位复位锁定使能位。0 0 0 0：关闭复位锁定使能；：关闭复位锁定使能；：关闭复位锁定使能；：关闭复位锁定使能；1 1 1 1：允许复位锁定使能。：允许复位锁定使能。：允许复位锁定使能。：允许复位锁定使能。Bit7/LVPBit7/LVPBit7/LVPBit7/LVP：低电压可编程使能位低电压可编程使能位低电压可编程使能位低电压可编程使能位。0 0 0 0：RB3RB3RB3RB3是数字是数字是数字是数字I/OI/OI/OI/O，MCLRMCLRMCLRMCLR上必须接高电压才能编程；上必须接高电压才能编程；上必须接高电压才能编程；上必须接高电压才能编程；1 1 1 1：RB3RB3RB3RB3PGMPGMPGMPGM引脚有引脚有引脚有引脚有PGMPGMPGMPGM功能，允许低电压编程。功能，允许低电压编程。功能，允许低电压编程。功能，允许低电压编程。Bit8/CPD:EEPROMBit8/CPD:EEPROMBit8/CPD:EEPROMBit8/CPD:EEPROM：数据存储器代码保护位数据存储器代码保护位数据存储器代码保护位数据存储器代码保护位。0 0 0 0：可保护：可保护：可保护：可保护EEPROMEEPROMEEPROMEEPROM数据存储器代码；数据存储器代码；数据存储器代码；数据存储器代码；1 1 1 1：关闭代码保护功能。：关闭代码保护功能。：关闭代码保护功能。：关闭代码保护功能。Bit9/WRTBit9/WRTBit9/WRTBit9/WRT：FLASHFLASHFLASHFLASH程序内存写使能位程序内存写使能位程序内存写使能位程序内存写使能位。0 0 0 0：通通通通过过过过EECONEECONEECONEECON控控控控制制制制，不不不不能能能能向向向向程程程程序序序序内内内内存存存存中中中中写写写写入入入入未未未未进进进进行行行行代代代代码码码码保护的程序；保护的程序；保护的程序；保护的程序；1 1 1 1：通通通通过过过过EECONEECONEECONEECON控控控控制制制制，可可可可向向向向程程程程序序序序内内内内存存存存中中中中写写写写入入入入未未未未进进进进行行行行代代代代码码码码保保保保护的程序。护的程序。护的程序。护的程序。Bit10/Unimplemented:Bit10/Unimplemented:Bit10/Unimplemented:Bit10/Unimplemented:读出为读出为读出为读出为“1 1 1 1”。Bit11/RESVBit11/RESVBit11/RESVBit11/RESV：系统保留系统保留系统保留系统保留。1 1 1 1：对于正常情况下。：对于正常情况下。：对于正常情况下。：对于正常情况下。Bit13Bit13Bit13Bit13Bit12Bit12Bit12Bit12与与与与Bit5Bit5Bit5Bit5Bit4/CP1Bit4/CP1Bit4/CP1Bit4/CP1CP0CP0CP0CP0相同设置。相同设置。相同设置。相同设置。所所所所有有有有CP1CP1CP1CP1CP0CP0CP0CP0必必必必须须须须被被被被赋赋赋赋予予予予相相相相同同同同的的的的值值值值以以以以保保保保证证证证保保保保护护护护上上上上面面面面所所所所列列列列的的的的程序代码。程序代码。程序代码。程序代码。13.1.3 13.1.3 系统复位系统复位 F877F877F877F877单片机还提供以下几种不同的复位方式单片机还提供以下几种不同的复位方式单片机还提供以下几种不同的复位方式单片机还提供以下几种不同的复位方式:芯片上电复位芯片上电复位芯片上电复位芯片上电复位PORPORPORPOR（Power-on ResetPower-on ResetPower-on ResetPower-on Reset）,复位地址：复位地址：复位地址：复位地址：PC=0000HPC=0000HPC=0000HPC=0000H；在在在在任任任任何何何何状状状状态态态态下下下下通通通通过过过过在在在在外外外外部部部部MCLRMCLRMCLRMCLR脚脚脚脚上上上上加加加加低低低低电电电电平平平平复复复复位位位位,复复复复位位位位地地地地址址址址：PC=0000HPC=0000HPC=0000HPC=0000H；在在在在正正正正常常常常工工工工作作作作状状状状态态态态下下下下监监监监视视视视定定定定时时时时器器器器WDTWDTWDTWDT超超超超时时时时溢溢溢溢出出出出复复复复位位位位,复复复复位位位位地地地地址址址址：PC=0000HPC=0000HPC=0000HPC=0000H；在在在在休休休休眠眠眠眠状状状状态态态态下下下下监监监监视视视视定定定定时时时时器器器器WDTWDTWDTWDT超超超超时时时时溢溢溢溢出出出出复复复复位位位位,复复复复位位位位地地地地址址址址：PC=PC+1PC=PC+1PC=PC+1PC=PC+1；掉电锁存复位掉电锁存复位掉电锁存复位掉电锁存复位BOR(Brown-out Reset),BOR(Brown-out Reset),BOR(Brown-out Reset),BOR(Brown-out Reset),复位地址：复位地址：复位地址：复位地址：PC=0000HPC=0000HPC=0000HPC=0000H。1.1.上电复位上电复位POR(Power on reset)POR(Power on reset)当芯片加电后电压当芯片加电后电压当芯片加电后电压当芯片加电后电压V V V VDDDDDDDD上升到一定值（一般上升到一定值（一般上升到一定值（一般上升到一定值（一般在在在在1.31.31.31.31.8V1.8V1.8V1.8V）时）时）时）时,上电复位即产生一个上电复上电复位即产生一个上电复上电复位即产生一个上电复上电复位即产生一个上电复位脉冲。位脉冲。位脉冲。位脉冲。2.2.上电延时定时器上电延时定时器PWRTPWRT 在芯片加电时，在芯片加电时，在芯片加电时，在芯片加电时，PWRTPWRTPWRTPWRT提供固定提供固定提供固定提供固定72ms72ms72ms72ms正常上正常上正常上正常上电延迟定时，上电延时定时用电延迟定时，上电延时定时用电延迟定时，上电延时定时用电延迟定时，上电延时定时用RCRCRCRC振荡器工作。振荡器工作。振荡器工作。振荡器工作。只要只要只要只要PWRTPWRTPWRTPWRT工作，芯片就保持复位状态，工作，芯片就保持复位状态，工作，芯片就保持复位状态，工作，芯片就保持复位状态，PWRTPWRTPWRTPWRT延延延延时可以使电源电压上升到一个对芯片工作适合时可以使电源电压上升到一个对芯片工作适合时可以使电源电压上升到一个对芯片工作适合时可以使电源电压上升到一个对芯片工作适合的电平。的电平。的电平。的电平。3 3.电源控制状态寄存器电源控制状态寄存器PCONPCON Bit0 Bit0 Bit0 Bit0是掉电复位状态位是掉电复位状态位是掉电复位状态位是掉电复位状态位BORBORBORBOR，它在上电复位，它在上电复位，它在上电复位，它在上电复位时不确定，上电复位后用户必须把它置位。如时不确定，上电复位后用户必须把它置位。如时不确定，上电复位后用户必须把它置位。如时不确定，上电复位后用户必须把它置位。如果在后续的复位中该位被清零，则表示发生过果在后续的复位中该位被清零，则表示发生过果在后续的复位中该位被清零，则表示发生过果在后续的复位中该位被清零，则表示发生过掉电锁定复位。掉电锁定复位。掉电锁定复位。掉电锁定复位。Bit1Bit1Bit1Bit1是上电复位状态位是上电复位状态位是上电复位状态位是上电复位状态位PORPORPORPOR，它在上电复位，它在上电复位，它在上电复位，它在上电复位时被清零，在其它情况下不受影响。上电复位时被清零，在其它情况下不受影响。上电复位时被清零，在其它情况下不受影响。上电复位时被清零，在其它情况下不受影响。上电复位后，用户必须把该位置位。后，用户必须把该位置位。后，用户必须把该位置位。后，用户必须把该位置位。13.1.4 13.1.4 监视定时器监视定时器WDTWDT 监视定时器监视定时器监视定时器监视定时器WDTWDTWDTWDT是是是是PICPICPICPIC单片机最具特色的内单片机最具特色的内单片机最具特色的内单片机最具特色的内容之一，定时计数脉冲是由芯片内专用的容之一，定时计数脉冲是由芯片内专用的容之一，定时计数脉冲是由芯片内专用的容之一，定时计数脉冲是由芯片内专用的RCRCRCRC振振振振荡器产生。它的工作既不需要任何外部器件，荡器产生。它的工作既不需要任何外部器件，荡器产生。它的工作既不需要任何外部器件，荡器产生。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。这样既使单片机也与单片机的时钟电路无关。这样既使单片机也与单片机的时钟电路无关。这样既使单片机也与单片机的时钟电路无关。这样既使单片机的时钟停止，的时钟停止，的时钟停止，的时钟停止，WDTWDTWDTWDT仍旧能继续工作。仍旧能继续工作。仍旧能继续工作。仍旧能继续工作。监视定时寄存器监视定时寄存器WDTWDT一览表一览表 13.1.5 13.1.5 调试与编程调试与编程 在线调试器；在线调试器；在线调试器；在线调试器；程序校验代码保护；程序校验代码保护；程序校验代码保护；程序校验代码保护；标识（标识（标识（标识（IDIDIDID）码存储单元；）码存储单元；）码存储单元；）码存储单元；在线串行编程。在线串行编程。在线串行编程。在线串行编程。13.2 PIC13.2 PIC单片机低功耗设计单片机低功耗设计 随着电子产品小型化的发展，对单片机也随着电子产品小型化的发展，对单片机也随着电子产品小型化的发展，对单片机也随着电子产品小型化的发展，对单片机也提出了低功耗的要求，这在一些便携式产品、提出了低功耗的要求，这在一些便携式产品、提出了低功耗的要求，这在一些便携式产品、提出了低功耗的要求，这在一些便携式产品、野外检测仪表、海河航标灯和玩具等产品中尤野外检测仪表、海河航标灯和玩具等产品中尤野外检测仪表、海河航标灯和玩具等产品中尤野外检测仪表、海河航标灯和玩具等产品中尤为重要。设计一个低功耗系统产品，是一个综为重要。设计一个低功耗系统产品，是一个综为重要。设计一个低功耗系统产品，是一个综为重要。设计一个低功耗系统产品，是一个综合规划的内容，需要考虑的因素很多，但主要合规划的内容，需要考虑的因素很多，但主要合规划的内容，需要考虑的因素很多，但主要合规划的内容，需要考虑的因素很多，但主要可以采用以下措施：可以采用以下措施：可以采用以下措施：可以采用以下措施：1 1选择合适的模块选择合适的模块 PIC PIC PIC PIC系列单片机虽然功耗都很低，但不同的系列单片机虽然功耗都很低，但不同的系列单片机虽然功耗都很低，但不同的系列单片机虽然功耗都很低，但不同的模块电能消耗不同，即便是在同一个家族里选择模块电能消耗不同，即便是在同一个家族里选择模块电能消耗不同，即便是在同一个家族里选择模块电能消耗不同，即便是在同一个家族里选择芯片型号的时候，它们也有不同的电能消耗量芯片型号的时候，它们也有不同的电能消耗量芯片型号的时候，它们也有不同的电能消耗量芯片型号的时候，它们也有不同的电能消耗量!2 2选择合适的工作条件选择合适的工作条件 一般睡眠模式下运行比正常模式耗电省得多，一般睡眠模式下运行比正常模式耗电省得多，一般睡眠模式下运行比正常模式耗电省得多，一般睡眠模式下运行比正常模式耗电省得多，所以如果其它条件允许，尽量让芯片处于睡眠状所以如果其它条件允许，尽量让芯片处于睡眠状所以如果其它条件允许，尽量让芯片处于睡眠状所以如果其它条件允许，尽量让芯片处于睡眠状态。低电压下工作比较省电，在选用单片机时尽态。低电压下工作比较省电，在选用单片机时尽态。低电压下工作比较省电，在选用单片机时尽态。低电压下工作比较省电，在选用单片机时尽可能选择较低的工作电压。可能选择较低的工作电压。可能选择较低的工作电压。可能选择较低的工作电压。3 3选择合适的振荡方式选择合适的振荡方式 晶体、谐振器和晶体、谐振器和晶体、谐振器和晶体、谐振器和RCRCRCRC振荡器，有着不同的唤醒振荡器，有着不同的唤醒振荡器，有着不同的唤醒振荡器，有着不同的唤醒时间。一般来说，晶体的唤醒时间最长为时间。一般来说，晶体的唤醒时间最长为时间。一般来说，晶体的唤醒时间最长为时间。一般来说，晶体的唤醒时间最长为8.5mS8.5mS8.5mS8.5mS左右，谐振器唤醒时间约为左右，谐振器唤醒时间约为左右，谐振器唤醒时间约为左右，谐振器唤醒时间约为390S390S390S390S，而，而，而，而RCRCRCRC振荡器振荡器振荡器振荡器唤醒时间最短约为唤醒时间最短约为唤醒时间最短约为唤醒时间最短约为1.15S1.15S1.15S1.15S左右。如果唤醒时间左右。如果唤醒时间左右。如果唤醒时间左右。如果唤醒时间过长，在唤醒过程中存在一个预工作阶段，处理过长，在唤醒过程中存在一个预工作阶段，处理过长，在唤醒过程中存在一个预工作阶段，处理过长，在唤醒过程中存在一个预工作阶段，处理器已经开始消耗电能，但是还没有运行程序，这器已经开始消耗电能，但是还没有运行程序，这器已经开始消耗电能，但是还没有运行程序，这器已经开始消耗电能，但是还没有运行程序，这就会带来更多的电能消耗。如果唤醒后的工作时就会带来更多的电能消耗。如果唤醒后的工作时就会带来更多的电能消耗。如果唤醒后的工作时就会带来更多的电能消耗。如果唤醒后的工作时间很短，一般采用间很短，一般采用间很短，一般采用间很短，一般采用RCRCRCRC振荡器较合理。振荡器较合理。振荡器较合理。振荡器较合理。晶体、谐振器和晶体、谐振器和RCRC振荡器的比较：振荡器的比较：4 4合理处理合理处理I/OI/O管脚管脚 I/O I/O I/O I/O 管脚的处理，在低功耗系统里非常重要。管脚的处理，在低功耗系统里非常重要。管脚的处理，在低功耗系统里非常重要。管脚的处理，在低功耗系统里非常重要。设置为输出的管脚可以驱动设置为输出的管脚可以驱动设置为输出的管脚可以驱动设置为输出的管脚可以驱动20202020 25mA25mA25mA25mA电流。所以检电流。所以检电流。所以检电流。所以检查你的设计，优化每个输出管脚上的电流消耗是非查你的设计，优化每个输出管脚上的电流消耗是非查你的设计，优化每个输出管脚上的电流消耗是非查你的设计，优化每个输出管脚上的电流消耗是非常重要的，即使是弱上拉的管脚依然可以输出常重要的，即使是弱上拉的管脚依然可以输出常重要的，即使是弱上拉的管脚依然可以输出常重要的，即使是弱上拉的管脚依然可以输出 400uA400uA400uA400uA电流。为达到节能目的，可以禁止内部上拉，电流。为达到节能目的，可以禁止内部上拉，电流。为达到节能目的，可以禁止内部上拉，电流。为达到节能目的，可以禁止内部上拉，使用外部较大的电阻做上拉。使用外部较大的电阻做上拉。使用外部较大的电阻做上拉。使用外部较大的电阻做上拉。5 5TMR1TMR1异步时钟方式下使用异步时钟方式下使用 在需要实时时钟的场合，在在需要实时时钟的场合，在在需要实时时钟的场合，在在需要实时时钟的场合，在TMR1TMR1TMR1TMR1上接入一个上接入一个上接入一个上接入一个32.768kHz 32.768kHz 32.768kHz 32.768kHz 晶体就可以实现成本低和电耗低。晶体就可以实现成本低和电耗低。晶体就可以实现成本低和电耗低。晶体就可以实现成本低和电耗低。TMR1TMR1TMR1TMR1可以在不用外部时钟芯片，允许芯片进入睡眠模式可以在不用外部时钟芯片，允许芯片进入睡眠模式可以在不用外部时钟芯片，允许芯片进入睡眠模式可以在不用外部时钟芯片，允许芯片进入睡眠模式下，继续走时钟下，继续走时钟下，继续走时钟下，继续走时钟(时间时间时间时间/日期日期日期日期)。13.3 13.3 PICPIC单片机抗干扰设计单片机抗干扰设计 功能性设计、抗干扰设计、产品化设计构成单功能性设计、抗干扰设计、产品化设计构成单功能性设计、抗干扰设计、产品化设计构成单功能性设计、抗干扰设计、产品化设计构成单片机应用系统设计的三位一体片机应用系统设计的三位一体片机应用系统设计的三位一体片机应用系统设计的三位一体。功能性设计，是为。功能性设计，是为。功能性设计，是为。功能性设计，是为了满足系统控制、运算等基本运行能力的设计；产了满足系统控制、运算等基本运行能力的设计；产了满足系统控制、运算等基本运行能力的设计；产了满足系统控制、运算等基本运行能力的设计；产品化设计，是为了满足产品必须适应环境的需要。品化设计，是为了满足产品必须适应环境的需要。品化设计，是为了满足产品必须适应环境的需要。品化设计，是为了满足产品必须适应环境的需要。而抗干扰设计，是在正常使用条件下系统有良好可而抗干扰设计，是在正常使用条件下系统有良好可而抗干扰设计，是在正常使用条件下系统有良好可而抗干扰设计，是在正常使用条件下系统有良好可靠性与安全性的保证，这也是单片机设计和单片机靠性与安全性的保证，这也是单片机设计和单片机靠性与安全性的保证，这也是单片机设计和单片机靠性与安全性的保证，这也是单片机设计和单片机使用过程中被普遍关注的问题。使用过程中被普遍关注的问题。使用过程中被普遍关注的问题。使用过程中被普遍关注的问题。对单片机系统的影响主要表现在以下几个对单片机系统的影响主要表现在以下几个方面：方面：数据被干扰改写数据被干扰改写数据被干扰改写数据被干扰改写 程序运行失常程序运行失常程序运行失常程序运行失常 指令译码出错指令译码出错指令译码出错指令译码出错 13.3.1 13.3.1 硬件干扰抑制技术硬件干扰抑制技术 芯片选择芯片选择芯片选择芯片选择 电路板设计电路板设计电路板设计电路板设计 隔离技术隔离技术隔离技术隔离技术 13.3.2 13.3.2 软件干扰抑制技术软件干扰抑制技术 指令冗余技术指令冗余技术指令冗余技术指令冗余技术 软件陷阱技术软件陷阱技术软件陷阱技术软件陷阱技术 复位抗干扰措施复位抗干扰措施复位抗干扰措施复位抗干扰措施 软件辨伪、纠错软件辨伪、纠错软件辨伪、纠错软件辨伪、纠错 定期刷新定期刷新定期刷新定期刷新 使用使用使用使用I/OI/OI/OI/O映像口位映像口位映像口位映像口位