PIC單片機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器特號(hào)和功能上

PIC系列單片機(jī)品種雖多，但各產(chǎn)品內(nèi)部硬件資源的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器設(shè)置仍是很有規(guī)律的。筆者以PIC16C71A和PIC16C63/65/65A兩個(gè)品種為實(shí)例，查看它們片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)，找出它們的特點(diǎn)并說(shuō)明某些寄存器的主要功能，以供用戶(hù)快速編程。表1和表2分別是PIC16C71A和PIC16C63/65/65A產(chǎn)品片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的資源表，其它系列產(chǎn)品的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的資源與表1、表2資源都很相似，其差別僅僅是片內(nèi)功能部件的種類(lèi)和數(shù)量不同(PIC16C57/58單片機(jī)有4個(gè)存儲(chǔ)體)。筆者從下述幾個(gè)方面介紹表1和表2的特點(diǎn)和主要功能。

　　1統(tǒng)一編址　PIC系列單片機(jī)各類(lèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器都是以寄存器方式工作和尋址的。專(zhuān)用寄存器包括了定時(shí)寄存器TMRO、選擇寄存器OPTION(又稱(chēng)為項(xiàng)選寄存器)、程序計(jì)數(shù)器PCL、狀態(tài)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(duì)應(yīng)的端口I/O控制寄存器(又稱(chēng)為端口I/O數(shù)據(jù)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(zhuān)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(chēng)、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(jī)，如PIC16C62/62A/64/64A、PIC16C71/72/73/73A/74/74A、PIC16C8X……它們的專(zhuān)用寄存器名稱(chēng)凡是與以上相同者其地址也完全與上述相同，可見(jiàn)盡管PIC系列單片機(jī)品種多，但掌握它們的規(guī)律后，學(xué)習(xí)是不難的。
　　型號(hào)不同的PIC單片機(jī)，其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的內(nèi)部資源僅僅是功能種類(lèi)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(zhuǎn)換部件，有4個(gè)A/D通道模擬輸入，所以在表1中與其A/D轉(zhuǎn)換部件有關(guān)的專(zhuān)用寄存器ADRES(用于存放A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)值結(jié)果)、A/D控制寄存器ADCON0(用于控制A/D轉(zhuǎn)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(duì)PIC16C65/65A型，其引腳是40腳的，其功能比PIC16C71A單片機(jī)強(qiáng)，因而數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器表2中的專(zhuān)用寄存器的種類(lèi)就比表1的增加了很多。
　　專(zhuān)用寄存器的每個(gè)寄存單元都有相對(duì)應(yīng)的固定用途，它們可分成兩類(lèi)：一類(lèi)用于供CPU操作(如INDF和FSR、STATUS、PCL……)；另一類(lèi)用于控制外圍功能芯片的操作。 學(xué)習(xí)PIC單片機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，不僅要了解各寄存器單元的功能，而且還應(yīng)在編制程序時(shí)會(huì)調(diào)用它們完成編程目的。下面筆者將以編程實(shí)例說(shuō)明它們的用途。
　　2間接尋址寄存器INDF和FSR　位于PIC單片機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的最頂端、地址00單元（地址碼最?。┑拈g接尋址寄存器INDF是一個(gè)空的寄存器。它只有地址碼，在物理上不是一個(gè)真正的寄存器。它的功能常常與寄存器FSR（又稱(chēng)寄存器選擇寄存器）配合工作，實(shí)現(xiàn)間接尋址目的。初學(xué)專(zhuān)用寄存器INDF和FSR時(shí)，記住下述的邏輯關(guān)系對(duì)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(duì)寄存器FSR所指向的RAM進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，即對(duì)INDF（本身）進(jìn)行間接尋址（訪(fǎng)問(wèn)），讀出的應(yīng)是FSR內(nèi)容。以下的一個(gè)簡(jiǎn)單程序是用間接尋址方式清除RAM地址20h～2Fh單元寄存器內(nèi)容的實(shí)例。
　　MOVLW 0x20；20h→w，對(duì)指向RAM單元的指針
　　　　　　　　　 ；初始化
　　MOVWF FSR；20h→FSR，F(xiàn)SR指向RAM
LOOP CLRFINDF ；清除INDF，即清除FSR內(nèi)容所指
　　　　　　　??；向的單元20h→2Fh
　　INCF 　 FSR；（指針）FSR內(nèi)容加1
　　BTFSSFSR，4；判別（指令）FSR的D3位，若為零
　　　　　　　　　；執(zhí)行下條循環(huán)指令；若為1間跳
　　　　　　　　?。粓?zhí)行。
　　GOTOLOOP；跳轉(zhuǎn)到LOOP（循環(huán)）
CONTINUE…　　　 ；已完成功能，繼續(xù)執(zhí)行程序
　　由上述指令看出，因寄存器INDF和FSR的配合工作，達(dá)到了對(duì)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(shù)很少，這就會(huì)簡(jiǎn)化指令系統(tǒng)，使PIC單片機(jī)的指令集得以精簡(jiǎn)。
　　說(shuō)明：上述各條指令易于看懂，所以無(wú)需再?gòu)?fù)述，但其中的一條判別指令“BTFSS FSR，4”比較關(guān)鍵。該條指令是保證題設(shè)中要選擇RAM地址單元上限值2Fh時(shí)，其對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)為00101111B，此時(shí)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(zhí)行下條循環(huán)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(shí)，這時(shí)它的內(nèi)容代表的RAM地址恰為2Fh。
　　由此可見(jiàn)，學(xué)習(xí)PIC單片機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的專(zhuān)用寄存器時(shí)，不必要對(duì)每個(gè)產(chǎn)品的專(zhuān)用寄存器進(jìn)行學(xué)習(xí)，只需先學(xué)習(xí)它們的共同點(diǎn)，然后選中一個(gè)產(chǎn)品型號(hào)的專(zhuān)用寄存進(jìn)行詳細(xì)分析，有條件時(shí)進(jìn)行必要的相關(guān)指令操作，就能完全掌握單片機(jī)技術(shù)?！　?3 A/D轉(zhuǎn)換寄存器　這里摘錄一段筆者從網(wǎng)上下載的用PIC16F877單片機(jī)芯片(帶Flash存儲(chǔ)器的)完成有關(guān)A/D轉(zhuǎn)換的源程序部分指令，并用它說(shuō)明有關(guān)A/D轉(zhuǎn)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(xué)者讀以下指令時(shí)應(yīng)注意的。A/D轉(zhuǎn)換器部分源程序清單如下：
　　DEMO　877ASM
　　List　P=16F877
　　org 　　0x00　　　 ；復(fù)位向量
　　NOP　　　　　　　 ；空操作
Start BankselPORTC　　 ；選擇PORTC所在
　　　　　　　　　　?。粩?shù)據(jù)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)
　　　　　　　　　　?。惑w(實(shí)為Bank0)
　　CLRF 　PORTC?。粚?duì)RC口清零
　　MOVLW B′01000001′；A/D轉(zhuǎn)換時(shí)鐘選
　　　　　　　　　　?。粨馞OSC/8，打開(kāi)
　　　　　　　　　　?。?A/D轉(zhuǎn)換器
　　MOVWF ADCON0??；設(shè)定了A/D轉(zhuǎn)換
　　　　　　　　　　??；操作部分參數(shù)
　　BankselOPTION_REG ；選擇OPTION所在
　　　　　　　　　　?。粩?shù)據(jù)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)　　　　　　　　　　??；體(實(shí)為Bank1)
　　MOVLW B′10000111′；設(shè)置預(yù)分頻器TM
　　　　　　　　　　　； R0，分頻率1∶256
　　MOVWF OPTION　　 ；完成上條指令設(shè)置
　　CLRF 　TRISC　??；設(shè)定RC口(8位)
　　　　　　　　　　?。粸檩敵?BR>　　MOVLW B′0001110′　 ；選中模擬量通道1
　　　　　　　　　　　；(RA1/AN1)
　　MOVWF ADCON1??；模擬基準(zhǔn)電壓
VREF為芯片電源電壓，選擇通道1(RA1/AN1)完成
main …
　　要閱讀上述的指令，讀者還需了解以下必要的補(bǔ)充知識(shí)。
　　(1)關(guān)于用PIC16F877單片機(jī)作A/D轉(zhuǎn)換器。PIC16F877單片機(jī)是具有多通道模擬量輸入的8位A/D轉(zhuǎn)換器。上述的源程序是利用該P(yáng)IC產(chǎn)品作A/D轉(zhuǎn)換的一種實(shí)驗(yàn)程序，其實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖怯肞IC16F877單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)通道的8位A/D轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果以二進(jìn)制形式經(jīng)RC口輸出再由LED顯示。實(shí)驗(yàn)的電路原理如附圖(筆者根據(jù)源程序而繪出的PIC16F877A/D轉(zhuǎn)換硬件電路圖)所示。
　　(2)編制與A/D轉(zhuǎn)換器有關(guān)的專(zhuān)用寄存器指令。要讀懂上述的源程序，應(yīng)根據(jù)以下的線(xiàn)索：1)把握源程序的編寫(xiě)慣例；2)選擇RC口和對(duì)它清零；3)給A/D控制寄存器ADCON0的各位置數(shù)，達(dá)到A/D轉(zhuǎn)換時(shí)選擇A/D位的采樣時(shí)間，即注釋中的A/D時(shí)鐘選擇；4)選擇專(zhuān)用寄存器Option并給它各位置數(shù)，達(dá)到選擇預(yù)分頻器TMR0和確定其分頻率(1∶256)；5)設(shè)定RC口為輸出，以保證LED顯示；6)給A/D控制器ADCON1的各位置數(shù)，以確定PIC16F877單片機(jī)的RA1口為模擬量的輸入通道。并選中芯片電源作基準(zhǔn)電壓。讀者若需深入了解A/D控制寄存器ADCON0和ADCON1的各位詳細(xì)功能，請(qǐng)參看有關(guān)PIC單片機(jī)書(shū)籍的詳細(xì)介紹。
　　A/D轉(zhuǎn)換的主程序(main)約有13條，將在本版PIC系列專(zhuān)題的后期結(jié)合實(shí)驗(yàn)板的編程器介紹。PIC系列單片機(jī)的其它專(zhuān)用寄存器，如TRISA、STATUS Bank等，本報(bào)在前幾期有關(guān)PIC單片機(jī)的文中均已介紹過(guò)。　　

成都　丁錦元

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