PIC12C5XX单片机应用与设计(125页).doc

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1、-PIC12C5XX单片机应用与设计-第 134 页前言 面向应用的嵌入式系统在我国方兴未艾微控制器,也就是单片机(MCU),在80年代进入中国。由于微控制器容易学、容易用,倍受青眯。这种把中央处理器、存储器、外设器件及I/O做在同一块芯片上的器件总是作为应用系统中的控制部件使用。现在,做在微控制器芯片上的外设部件越来越多,功能不断增强。针对具体的应用,利用微控制器可以设计出十分复杂的系统,这种系统称作嵌入式系统。在杭州召开的99全国单片微机学术交流会暨多国单片微机产品展览会上,许多专家呼吁要提高对嵌入式系统的认识。目前,在全世界,嵌入式系统带来的工业年产值已超过1万亿美元。预计在美国,单是使

2、用嵌入式电脑的全数字电视产品每年将产生1500亿美元的新市场。美国未来学家尼葛洛庞帝曾预言,四、五年后,嵌入式智能工具将是继PC和因特网后最伟大的发明。就目前国内微控制器的应用状况,全国微机单片机学会理事长陈章龙教授说,从整体来讲,在中国,微控制器的应用水平还不高,主要是用8位微控制器,用量也不大,绝大多数是用于IC卡设备等仪器仪表和控制领域中。嵌入式系统的核心部件是各种类型的嵌入式处理器,据不完全统计,全世界嵌入式处理器的品种已经过千,流行的结构有30多种,其中以我们熟悉的PIC系列结构的产品为最多。据中国单片机公共实验室高级工程师吕京建介绍,嵌入式处理器分为两大类,一类是以通用计算机中的C

3、PU为基础的嵌入式微控制器,另一类是微控制器。与微处理器相比,微控制器具有单片化、体积小、功耗低、可靠性高、芯片上的个设资源丰富等特点,目前已成为嵌入式系统的主流器件。嵌入式微处理器的软件是实现嵌入式系统功能的关键,为了提高执行速度和系统的可靠性,嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或微控制器中。嵌入式系统是面向应用的,因此它可以应用在现代化工业的各个领域,如:航天、航空、军事、家用消费商品、仪器仪表、各种控制系统及3C系统。尤其在国内主要应用于家电消费类产品、通信和计算机外设等。而福州高奇电子科技有限公司正在对MCU的广泛应用起着强大的推动作用。高奇电子科技有限公司创办于一九九三年十月,

4、是一家专业的半导体集成电路授权代理商和专业集成电路应用、设计公司。目前代理、销售多家著名半导体厂商的产品,如单片机、E2PROM、保安器件、电压检测器、LCD/VFD驱动器、电话来电识别(Caller ID)以及交换机用的Switch、Codec芯片等等;同时,设有专业的研发部门,已经研制了一系列电子产品整机方案,这些方案包括完整的软硬件设计资料及样机,可提供给整机厂商直接采用生产。公司的工程部门还可以为客户量身定做,增加和删改功能以体现客户的产品特色。高奇公司坚持“以专业的态度和水准,供优质产品、创名牌服务”的经营理念,将全部资源专注于半导体IC的应用设计、行业市场的专用IC(ASIC)设计

5、以及IC市场营销,并将不断开拓出电子产品新领域,并缩短研发时间,使产品与下面就介绍一种简单的PIC单片机系列。时代同步。下面就介绍一种简单的PIC单片机系列。第一章 PIC12C5XX功能原理PIC12C5XX是美国Microchip公司推出的8位单片机,也是世界上第一个8脚封装的8位单片机系列。 功能特点一、高性能RISC结构CPU精简指令集,仅33条单字节指令,易学易用除地址分支跳转指令为双周期指令外,其余所有指令皆为单周期指令执行速度: DC1s 二级硬件堆栈直接、间接、相对三种寻址方式 二、功能部件特性8位定时器/计数器TIMER0,带8位预分频器大驱动电流,I/O脚可直接驱动数码管(

6、LED)显示- 每个I/O引脚最大控电流25mA- 每个I/O引脚最大灌电流20mA内置上电复位电路(POR)复位定时器,保障复位正常内部MCLR复位端加上拉电路,无需外接上拉内置自振式看门狗,防程序死锁程序保密位,可防止程序代码的非法拷贝低功耗睡眠功能I/O引脚可唤醒睡眠内置4MHz RC型振荡源,可省外接振荡可选外接振荡- RC: 低成本阻容振荡- XT: 标准晶体/陶瓷振荡- LP: 低速晶体,低功耗振荡三、CMOS工艺特性低功耗2mA 5V,4MHz-15A 3V,32KHz-1A 低功耗睡眠(Sleep)模式下全静态设计宽工作电压范围:2.5V5.5V宽工作温度范围:商用级: 070

7、-工业级:4085-汽车级:40125 型号及引脚介绍 PIC12C5XX目前有二种型号,见下表:型 号振 荡EPROMRAM定时器输入线I/O线电压范围封装(DIP/SOIC)12C508DC4Mhz51212258115812C509DC4Mhz10241241 81158 PIC12C5XX型号功能表各型号管脚图如下:PDIP,SOIC,Windowed CERDIP VDDGP5/OSC1/CLKINGP4/OSC2GP3/MCLR/VPPVSSGP0GP1GP2/T0CK1 12C508/509引脚 下表描述了各引脚的功能。 引脚名 引脚序号 属性 缓冲类型 功能 GP07I/OTT

8、L/ST双向I/O口线,带可编程弱上拉,并具电平变化唤醒睡眠功能GP16I/OTTL/ST双向I/O口线,带可编程弱上拉,并具电平变化唤醒睡眠功能GP2/T0CK15I/OST双向I/O口线,并可设置为计数器TIMER0的外部信号输入端GP3/MCLR4ITTL单向输入口线,也可设置为芯片复位端。当设为复位端MCLR时,低电平有效。当作为输入口线时,带可编程弱上拉及电平变化唤醒睡眠功能GP4/OSC23I/OTTL双向I/O口线,(使用片内RC振荡源时,也可作为晶振输出端)GP5/OSC1/CLKIN2I/OTTL/ST双向I/O口线,(使用片内RC振荡源时,也可作为晶振输入端或外部振荡输入端

9、)VDD1电源正电源VSS8电源地注:ST 斯密特触发器 PIC12C5XX引脚功能从上表可看出,PIC12C5XX最多可以有5根I/O口线和1根输入口线(GP3)。 PIC12C5XX内部结构PIC12C5XX 的总线结构采用的是数据总线(8位)和指令总线(12位)独立分开的”哈佛结构”,所以它具有精简指令集(RISC)的特点,速度快,效率高,并且功耗很低。PIC12C5XX在一个芯片上集成了8位的算术逻辑运算单元(ALU),0.5K1K的12位程序存储器,2541个8位数据寄存器以及8位的计数器,上电复位电路,复位定时器,看门狗等等。 PIC12C5XX内部结构 指令周期和流水作业PIC1

10、2C5XX的指令周期被分频成4个不重叠的节拍Q1Q4,程序计数器PC在Q1节拍增1, 而指令是在Q4节拍从程序存储器中取出并置入指令译码器,并在下一个指令周期被执行, 如下图所示: 指令周期指令的执行贯穿Q1Q4节拍。如上所述,当CPU在执行一条指令的同时, 下一条指令的代码也同时被取出置入指令译码器,准备在下一指令周期执行,这就是PIC的流水作业方式,也是RISC结构单片机的特点,这种特点使单片机的运行速度可以达到很高。除了地址分支跳转指令的执行周期是2个指令周期外,其余所有指令都是单周期指令, 见下图: 流水作业 程序存储器和堆栈PIC12C5XX的程序存储器为12位长,其中PIC12C5

11、08为512字节,而PIC12C509为1024字节。复位向量为地址0,因为最后一个字节(PIC12C508为地址1FFH,PIC12C509为地址3FFH)存放有片内RC实际振荡的校正系数,其形式为指令MOVLW XX,用户不要使用这个字节,所以用户的程序应从地址000H开始存放,注意这点和PIC16C5X有所不同。 程序存储器和堆栈PIC12C5XX把程序存储器以512字节为单位进行分页管理,这样PIC12C508有一个页面程序区,而PIC12C509有2个页面程序区,由状态寄存器STATUS中的PA0位(STATUS) 确定程序区的页面。这是因为PIC是RISC结构,所有指令都是单字节,

12、在PIC12C5XX中, 一条指令中所包含的地址信息只有9位,只能直接寻址一个页面(512字节);对于12C509,则还要由PA0位来辅助寻址2个页面(1024字节)的程序空间,即程序当需从一个页面跳转到另一个页面时(CALL、GOTO指令),应事先根据要跳转去的页面,把PA0位置为相应的值,请参阅状态寄存器的描述。PIC12C5XX的堆栈有2层,有自己独立的空间,不占用程序存储器。注意它只能容纳二层子程序嵌套调用。堆栈的长度是12位,和PC长度一致,可以存放子程序调用时的PC值。对堆栈的压入操作由子程序调用指令CALL完成,出栈操作则由子程序返回指令RETLW完成,请参阅第二章中这二条指令的

13、详介。 数据存储器PIC12C5XX的数据存储器(RAM)由一些寄存器组成,分为特殊寄存器和通用寄存器二种。在PIC单片机中,对任何部件的操作都表现为对某一寄存器的操作,所以编程非常简单明了。 * : 非实际存在的寄存器,参见 寄存器结构从上图可看到,00h06h为特殊寄存器,其余为通用寄存器。PIC12C508有25个通用寄存器,而PIC12C509则有41个通用寄存器,其中25个在Bank0,另16个在Bank1,关于寄存器的Bank方式,请参阅的FSR寄存器描述。 特殊寄存器一、INDF(地址:00h) 间址寄存器INDF是一个物理上不存在的寄存器,只是一个逻辑寄存器,用来进行间接寻址,

14、实际的寻址地址为FSR的值。例: MOVLW 10h MOVWF FSR ;实际地址10h(F10寄存器)FSR MOVLW 55h MOVWF INDF ;数据55hF10 INCF FSR ;FSR增1(FSR=11h) MOVWF INDF ;数据55hF11 参阅后面FSR寄存器的描述。二、TMR0(地址:01h) 定时器/计数器寄存器二、TMR0(地址:01h) 定时器/计数器寄存器TMR0对应于TIMER0,它是一个8位的定时器/计数器(在PIC16C5X中称其为RTCC),请参阅1.8详介。三、PCL(地址:02h) 程序计数器PCPIC12C5XX程序计数器PC最多可寻址1K(

15、1024)程序区:型 号PC长度寻址空间PC复位值PIC12C50895121FFhPIC12C5091010243FFh单片机一复位,PC值被置为全“1”指向程序区的最后一个字节。前面我们提过,这个地址存放的是芯片出厂时已放入的MOVLW XX指令(其中XX是片内振荡校正系数),所以单片机复位后会执行这条指令,然后PC马上翻转到000h,开始执行用户的程序代码。注意,页面选择位PA0 复位时也被清零,所以这时页面处于0页,请参阅有关状态寄存器STATUS的描述。对于“GOTO”指令,它的指令码中含有跳转地址的低9位,即PC,对于PIC12C509来说,状态寄存器的第5位(STATUS)还会被

16、置入PC,以选择程序页面,从而寻址1K的程序空间。 GOTO指令寻址方式对于“CALL”指令或其他涉及会修改PCL的指令,它们的指令码中仅包含目的地址的低8位,即PC,而PC总是会被硬件自动清零,状态寄存器第5位(STATUS)也会被置入PC以选择程序页面(对于PIC12C509而言)。见下图: CALL指令或修改PCL的指令寻址方式从上图可看出,由于执行这些指令硬件总会清PC=0,所以它们的起始地址都必须限于放在每个程序页面的上半区,即头上的256个字节空间内(0hFFh或200h2FFh)。四、STATUS(地址:03h) 状态寄存器STATUS寄存器包含了ALU的算术状态、芯片复位状态、

17、程序页面位等信息。STATUS 可以被读/写,但是其中的复位状态位TO、PD不能由软件设置,它们的状态如何决定 会有详细描述。 状态寄存器在加法运算时,C是进位位;在减法运算时,C是借位的反。例a: CLRF F10 ;F10=0 MOVLW 1 ;W=1 SUBWF F10 ;F10-W=-1(FFH),C=0(运算结果为负)例b: MOVLW 1 ;W=1 MOVWF F10 ;F10=1 CLRW ;W=0 SUBWF F10 ;F10-W=1,C=1(运算结果为正)PD和TO两位可用来判断芯片复位的原因,GPWUF位也是用来判断芯片复位类型,请参阅描述。五、FSR(地址:04h) 选择

18、寄存器FSR和INDF寄存器(地址:00h)配合完成间接寻址,请参阅前面有关INDF寄存器的描述。FSR寄存器宽度为5位,FSR用来间接寻址32个寄存器,FSR 则用来选择寄存器体(Bank),见下图: 直接/间接寻址方式 a、PIC12C508: 不存在寄存器体选,FSR恒为“1”。 b、PIC12C509: FSR=1 Bank1, FSR=0 Bank0。六、OSCCAL(地址:05h) 内部振荡校正系数寄存器PIC12C5XX内部集成有RC振荡供用户选择使用,OSCCAL 包含了该振荡电路的校正系数,其上电初始值为“0111”,请参阅有关内部RC振荡的描述。七、GPIO(地址:06h)

19、 I/O寄存器PIC12C5XX有一个6位的I/O口,它在寄存器中的映像就是GPIO寄存器,GPIO对应于 I/O口线GP5:GP0,GPIO未用,恒为“0”。八、TRIS I/O方向控制寄存器TRIS是GP口线方向控制寄存器,用户不能直接寻址,必须通过执行“TRIS 6”指令来设置它。当执行“TRIS 6”指令后,W寄存器的内容即会被置入TRIS中。“1”将相应的I/O口线设为输入态(高阻态),“0”则被设为输出态。但是有二点例外,即GP3永远是输入态而GP2有可能由OPTION寄存器设置为输入态(T0CKI),而不理会TRIS中的设置内容。请参阅1.2关于I/O口的描述。例: MOVLW

20、0Fh ;W=“00001111” TRIS 6 ;TRIS=“001111”,GP0:GP3为输入态 GP4:GP5为输出态各种复位都会置TRIS为全“1”。九、OPTION 参数定义寄存器OPTION用来定义一些芯片工作参数,见下图所示: OPTION寄存器OPTION也是不能由用户直接寻址的,必须由执行“OPTION”指令来把W寄存器中的内容置入OPTION寄存器,如下例: MOVLW 7 ;W=“00000111” OPTION ;WOPTION各种复位都会置OPTION为全“1”。注意即使TRIS中相应的GP2方向位是“0”,如果将TOCS置为“1”,则GP2也会被强置为输入态,即为

21、T0CKI输入线。有关OPTION各位的定义,请参阅各自相应的章节。十、W 工作寄存器W寄存器用来存放指令中的第二个操作数,或用来进行内部数据传送,或存放运算结果,是最常用的寄存器。 通用寄存器 PIC12C508: 07h 1Fh ;Bank0 PIC12C509: 07h 1Fh ;Bank0 30h 3Fh ;Bank1通用寄存器在上电后的值是随机的,所以它属RAM性质。 I/O 口PIC12C5XX只有一个I/O口,对应的映像寄存器为GPIO(地址:06h),其中GPIO 对应GP5:GP0,GPIO未用,永为“0”。注意,GP3仅可作为输入,是单向I/O口线。另外,GP5、GP4、G

22、P3及GP2还可以由用户定义成各种特殊功能口线,一旦它们被用作特殊用途,则永远读为“0”。GP0、GP1和GP3还带有可编程的弱上拉和“电平变化唤醒功能”(即唤醒正处于睡眠状态下的芯片),关于这点请参阅OPTION寄存器的描述。如果GP3被用户定义为复位输入端(MCLR),则它的弱上拉自动有效,但“电平变化唤醒”特性被自动关闭。GPIO口线的方向由TRIS寄存器控制,详情参见中有关TRIS寄存器的描述。 I/O 口结构一根I/O口线的结构如下图所示: 图1.12 I/O口结构除了GP3只能单向作为输入口外,其余的GPIO口皆可由用户定义为输入/输出态。作为输入口时没有锁存,外部信号必须保持到让

23、CPU读入为止(例如:MOVF GPIO,W)。作为输出则有锁存,可以保持直到被新的值取代为止。I/O端的输入/输出态由TRIS寄存器的值控制,当TRIS将“1”置入I/O控制器时Q1和Q2 都处于截止态,所以I/O端即呈高阻态(输入态)。当执行I/O读指令(如MOVF 6,W),把当前I/O端的状态读入数据总线。当TRIS将“0”置入I/O控制器时,Q1和Q2的导通情况将要由数据锁存器Q端的状态来决定。当写入数据为“1”时,Q端为低电平0,则Q1导通,I/O输出为高电平。反之,当写入数据为“0”时,Q端为“1”,则Q2导通,I/O端输出为低电平。I/O读写时序如图1.13所示。 I/O口使用

24、注意事项1、I/O方向转置的问题某时候可能需要一个I/O口一会做输入,一会又做输出。这就是I/O方向的转置。在编写这种I/O转置程序时必须注意,有些指令如位设置指令(BSF、BCF)写I/O口时是先从I/O读入其状态,执行位操作后再将结果写回去覆盖原来的内容(输出的结果放在I/O口的数据锁存器)。举个例子来说:“BSF 6,5” 这条指令的目的是要把B口的第6位置为高电平“1”。执行这条指令时,先把整个B口当前的状态内容读入到CPU,把第6位置成“1”后再把结果(8个位)重新输出到B口。如果B口中的有一个I/O端是需要方向转置的(比如说bit1),而这时是处于输入态,那么B口的状态值重新写入后

25、,B口的数据锁存器1的锁存值就是当前B口Bit1的状态。 这可能和先前Bit1作为输出时所锁存的值不同,所以当Bit1 再转置成输出态时,出现在Bit1 端的状态就可能和先前的输出态不同了。2、I/O的“线或”和“线与”从图1.12看出PIC I/O端输出电路为CMOS互补推挽输出电路。因此与其他这类电路一样,当某个PIC I/O端设置为输出状态时,不能与其他电路的输出端接成“线或”或“线与”的形式,否则可能引起输出电流过载,烧坏PIC。如需要与其他电路接成“线或”电路时,PIC I/O 端必须置于“1”状态或输入状态,并外接下拉电阻。电阻的阻值根据实际电路和PIC I/O 端最大电流来决定。

26、3、I/O口的连续操作一条写I/O的指令,对I/O真正写操作是发生在指令的后半周期(参照图1.13)。而读I/O的指令却是在指令的周期开始就读取I/O端状态。所以当你连续对一个I/O端写入再读出时,必须要让I/O端上的写入电平有一个稳定的时间,否则读入的可能是前一个状态,而不是最新的状态值。一般推荐在两条连续的写,读I/O口指令间至少加一条NOP指令。例: MOVWF 6 ;写I/O NOP ;稳定I/O电平 MOVF 6,W ;读I/O4、噪声环境下的I/O操作在噪声环境下(如静电火花),I/O控制寄存器可能因受干扰而变化。比如I/O口可能会从输入态自己变成输出态,对于这种情形,WDT也是无

27、法检测出来的。因此如果你的应用环境是较恶劣的,建议你每隔一定的间隔,都重新定义一下I/O控制寄存器。最保险的方法当然是对I/O读写前都定义一下I/O控制寄存器(但是实践证明对于大多数的应用都不必做到这样,只是提请你注意噪声干扰)。 I/O口连续读/写时序 定时器/计数器TIMER0TIMER0是一个8位的定时器/计数器,其对应的映像寄存器是TMR0(地址:01h),可由用户程序直接读写,并且可带有8位的预分频器。它用于对外加在GP2/T0CKI引脚上的外部信号进行计数(计数器)或对内部指令时钟进行计时(定时器),在PIC16C5X中它被称为RTCC。TIMER0及其相关电路如图1.14所示。从

28、图中可看出TIMER0工作状态由OPTION寄存器控制,其中OPTION寄存器的T0SC位用来选择TIMER0的计数信号源,当T0SC为“1”时,信号源为内部时钟,T0SC为“0”时,信号源为来自T0CKI引脚的外部信号。OPTION寄存器的PSA位控制预分频器(Prescaler)分配对象,当PSA位为“1”, 分配给TIMER0,即外部或内部信号经过预分频器分频后再输出给TIMER0。 预分频器的分频比率由OPTION内的PS0PS2决定。这时涉及写TMR0寄存器的指令均同时将预分频器清零,OPTION 寄存器内容保持不变,即分配对象、分频比率等均不变。OPTION的T0SE 位用于选择外

29、部计数脉冲触发沿。当T0SE为“1”时为下降沿触发,为“0”时则上升沿触发。 TIMER0 方块图TIMER0计数器采用递增方式计数,当计数至FFH时,在下一个计数发生后,将自动复零,重新开始计数,从此一直循环下去。TIMER0对其输入脉冲信号的响应延迟时间为2个机器周期,不论输入脉冲是内部时钟、外部信号或是预分频器的输出。响应时序见图1.15。TIMER0对外部信号的采样周期为2个振荡周期,因此当不用预分频器时,外加在T0CKI 引脚上的脉冲宽度不得小于2个振荡周期即1/2指令周期。同时,当使用预分频器时,预分频器的输出脉冲周期不得小于指令周期,因此预分频器最大输入频率可达N,fosc/4,

30、N 为预分频器的分频比,但不得大于50MHz。 图. TIMER0时序图:内部时钟/无预分频器图1.15b. TIMER0时序图:内部时钟/预分频比1:2应注意的是尽管PIC对外部加于T0CKI信号端上的信号宽度没有很严格的要求,但是如果高电平或低电平的维持时间太短,也有可能使TIMER0检测不到这个信号。一般要求信号宽度要大于10ns。 预分频器预分频器是一个分频倍数可编程的8位计数器。其结构如图1.14 所示上节对预分频参数已有描述,这里不再赘述。预分预器的分配对象完全由程序控制,可以在程序中改变Prescaler分配对象。1、从TIMER0到WDT的改变 MOVLW BXX0X0XXX

31、;选择内部时钟和新的预分频值 OPTION ;如果新的预分频值=000或者 CLRF 1 ;=001,则暂时先选一个另外的值 MOVLW BXXXX1XXX ;清零TMR0和预分频器 OPTION ;选择WDT为对象,但不要改变预分频值 CLRWDT ;清WDT和预分频器 MOVLW BXXXX1XXX ;选择新的预分频器 OPTION2、从WDT到TIMER0的改变 CLRWDT ;清WDT 及Prescaler MOVLW BXXXX0XXX ;选择TIMER0 OPTION 预分频器方块图注意,预分频器只能分配给TIMER0或WDT其中之一使用,而不能同时分配给二者。 看门狗WDT看门狗

32、计时器(Watch Dog Timer)是一个片内自振式的RC振荡计时器,无需任何的外接元件。这意味着即使芯片振荡停止了(例如执行指令SLEEP后),WDT照样保持计时。WDT计时溢出将产生RESET。在PIC12C5XX芯片内有一个特殊的谓之“系统定义字”(Configuration EPROM)的单元,其中的一个位是用于定义WDT的,可以将其置“0”来抑制WDT使之永远不起作用。这将在第六章的烧写器介绍部分详细说明。1、WDT周期WDT有一个基本的溢出周期18ms(无预设倍数),如果需要更长的WDT周期,可以把预分频器分配给WDT,最大分频比可达1:128,这时的WDT溢出周期约为2.5S

33、。WDT溢出周期和环境温度、VDD等参数有关系,请参阅附录的图表。“CLRWDT”和“SLEEP”指令将清除WDT计时器以及预分频器(当预分频器分配给WDT时)。WDT一般用来防止系统失控或者说防止单片机程序“失控”。在正常情况下,WDT应在计时溢出前被CLRWDT指令清零,以防止产生RESET。如果程序由于某种干扰而失控,那么不能在WDT溢出前执行一条CLRWDT指令,就会使WDT溢出而产生RESET,使系统重新启动运行而不至失去控制。若WDT溢出产生RESET,则状态寄存器F3的“TO”位会被清零,用户可藉此判断复位是否由WDT溢时所造成。2、WDT编程注意事项如果使用WDT,一定要仔细在

34、程序中的某些地方放一条“CLRWDT”指令,以保证在WDT在溢出前能被清零,否则会造成芯片不停地产生RESET,使系统无法正常工作。在噪声工作环境下,OPTION寄存器可能会因受干扰而改变,所以最好每隔一段时间就将其重新设置一下。 振荡PIC12C5XX可以运行在以下四种振荡方式下: a、LP 低功耗低速晶体振荡 b、XT 标准晶体/陶瓷振荡 c、INTRC 内部4MHz RC振荡 d、EXTRC 外部RC振荡以上四种振荡方式可由“系统定义字”中的Fosc1:Fosc2 两位来选择,请读者参阅后面的详述。 晶体/陶瓷振荡这种振荡包括XT和LP,其电路连接是在GP5/OSC1/CLKIN和GP4

35、/OSC2两端加一晶体/陶瓷振荡,如下图所示: 晶体/陶瓷振荡电路下表是使用各种频率的晶体和陶瓷振荡所需的C1、C2电容值。振荡类型频率C1C2 振荡类型频率C1C2XT455KHz68-100P68-100PLP32KHz15P15P 2MHz15-33P15-33PXT100KHz15-30P200-300P200KHz15-30P100-200P 4MHz10-22P10-22P 1MHz15-30P15-30P 2MHz15P15P 4MHz15P15P a. 陶瓷振荡 各种振荡下的C1和C2值 外部RC振荡这种振荡类型成本最低,但频率的精确性较差,适用于时间精确度要求不高的应用场合。

36、RC振荡的频率是VDD、RC值以及环境温度的函数。请参阅附录的RC频率函数图。RC 振荡的连接如图1.18所示。 RC振荡电路RC振荡是在OSC1端连接一个串联的电阻电容。这个电阻如果低于2.2K,振荡不稳定,甚至不能振荡,但是电阻高于1M时,则振荡又易受干扰。所以电阻值最好取5K100K之间。尽管电容C为0时,电路也能振荡,但也易受干扰且不稳定,所以电容值应取20P以上。RC值和频率关系如表1.4所示。RC振荡时OSC2端输出一OSC1的4分频脉冲(f=1/4OSC1)。RestCextVDDFosc/255k0PF5k20PF5k20PF10k130PF480MHz10k290PF245M

37、Hz100k300PF30MHz RC与频率的关系 外部振荡PIC12C5XX也可以接受外部振荡源(仅适合于XT和LP类型振荡),连接时将外部振荡接入GP5/OSC1/CLKIN端,见下图: 外部振荡源输入电路 内部RC振荡PIC12C5XX内部提供有4MHz的RC振荡源供用户选择使用,选择振荡方式和振荡源的方法见详介。在PIC12C5XX的程序区最顶端(12C508:1FFh,12C509:3FFh)放了一条MOVLW XX的指令, XX是内部RC振荡的校正系数。芯片上电后,PC指针指向程序区最顶端,执行完这条指令后PC 值加1变为000h。这时W寄存器中存放即是内部RC振荡的校正系数,用户

38、可以把这个系数置入OSCCAL寄存器(05h)以便使其起校正作用,也可以忽略不管它。 例: 0 ;定义存储区地址0 MOVWF OSCCAL ;把W中的校正系数置入OSCCAL。 复 位(RESET)PIC12C5XX有各种各样原因造成的芯片复位: 1、芯片上电 2.、MCLR端加低电平 3、看门狗WDT超时溢出 4、睡眠中某些I/O口线电平发生变化当芯片处于复位状态时,所有I/O口线都处于输入状态(高阻态),看门狗WDT和预分频器都被清零。 片内复位电路(暂缺) 复位定时器(DRT)复位定时器DRT(在PIC16C5X 中我们称其为OST)是为了使芯片的复位可靠安全而设计。在PIC12C5X

39、X中,对于XT和LP振荡方式,上电后它们还需要一定的时间来建立稳定的振荡。有鉴于此,PIC12C5XX内部设计了一个复位定时器DRT。DRT在MCLR端到达高电平(VIHMC)后,即启动计时18ms,这样可以使芯片保持在复位状态约18ms以便让振荡电路起振及稳定下来,然后芯片即脱离复位状态进入正常运行状态。DRT的振荡源是芯片内专有的RC振荡电路,所以外围电路并不能改变其18ms的计时时间。当WDT计时溢出后,DRT也是启动18ms使芯片保持在复位状态,然后再重新开始运行程序。注意,在振荡方式是外部RC或内部RC时,DRT都关闭不起作用。 芯片上电复位(POR)PIC12C5XX在芯片内集成有

40、上电复位电路,见图1.20所示。当芯片电源电压VDD上升到一定值时(1.5V-2.1V),检测电路即会发出复位脉冲使芯片复位。 MCLR复位PIC12C5XX的GP3/MCLR端可以由用户定义为普通输入口GP3或复位端MCLR,如下图: GP3/MCLR端电路(暂缺)具体方法参见有关描述。一旦用户选择MCLR功能,则该端输入低电平会使芯片进入复位状态。 外部复位电路在某种情况下,DRT计时18ms后,芯片的振荡电路还不能稳定或供电电压(VDD)还不能达到标准值,这时如果芯片脱离复位状态进入运行,则芯片就有可能失控或运行不正常。为了使芯片脱离复位状态时各部分都处于正常,可以在MCLR端上加外部RC复位电路来延长复位时间,如下图: 外部复位电路

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