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    PIC單片機16F84的內部硬件資源(三)

    發布時間:2018-04-07   瀏覽量:

    PIC單片機16F84的內部硬件資源(三)

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    4  I/O口
      單片機作為一個控制器件必定有數據輸入和輸出。輸入量可能是溫度、壓力、轉速等,而輸出量可能是開關量和數據,以保證受控過程在規定的范圍內運行。數據的輸入和輸出都需通過單片機內部有關電路,再與引腳構成輸入/輸出(I/O)端口。PIC16F84單片機芯片有兩個I/O端口(PROTA和PORTB)。端口A為5位口,端口B為8位口,共占用13位引腳。每個端口由一個鎖存器(即數據存儲器中的特殊功能寄存器05H、06H單元)、一個輸出驅動器和輸入緩沖器等組成。當把I/O口作輸出時,數據可以鎖存;作輸入口時,數據可以緩沖。
      16F84 PORTA口中的RA4是斯密特觸發輸入、漏極開路輸出。而其它的RA口引腳都是TTL電平輸入和全CMOS驅動輸出。端口PORTB是一個八位雙向可編程I/O口。各端口雖然也由鎖存器、驅動器、緩沖器等構成,但因功能略有不同而導致電路亦存在差別?,F以PORTA口的RA0 ~RA3的電路(見左圖)為例,說明其基本工作原理。
      圖中RA口的I/O引腳是由數據方向位(寄存器TRISA)來定義數據流向。當TRISA寄存器的位置為“1”時,其輸出驅動器(由P溝道和N溝道MOS管串接而成)呈高阻態,即兩個MOS管均截止,I/O口被定義為輸入。此時,數據由I/O端輸入,經TTL輸入緩沖器到D觸發器。當執行讀指令時,此D觸發器使能,數據經三態門進入數據總線。
      當TRISA的位置為“0”時,I/O口被定義為輸出,此時輸出鎖存器的輸出電平就是I/O口的輸出電平。
      讀PORTA寄存器的結果就是讀取I/O引腳上的電平,而寫PORTA寄存器的結果是寫入I/O鎖存器。所有的寫I/O口的操作都是一個“讀入/修改/寫入”的過程,即先讀I/O引腳電平,然后由程序修改(按要求給定一個值),再置入I/O鎖存器。
      PIC16F84單片機的輸出可提供20mA的電流,所以它可直接驅動LED。PORTA和PORTB各個位均可分別定義為輸入和輸出。下面以PORTA口初始化程序的實例,說明選擇I/O口的方法。
      CLRF PORTA;端口A被清零
      BSF STATUS;狀態寄存器STATUS的RPO位置為1,選BANK1。
      MOVLW 0xCF  ;將定向值
              ;11001111置入W工作寄存器
      MOVWF TRISA;置RA(3~0)位為輸入
            ??;RA 54位為輸出
            ??;TRISA 76位未用
      在使用I/O口時應注意:
      (1)當需要一個I/O口一會做輸入、一會又做輸出時,輸出值會不確定。
      (2)I/O引腳輸出驅動電路為CMOS互補推挽輸出。當其為輸出狀態時,不能與其它輸出腳接成“線或”或“線與”,否則,會因電流過載燒壞單片機。
      (3)當對I/O口進行寫操作后不宜直接進行讀操作,一般要求在兩條連續的寫、讀指令間至少加入一條NOP指令。
      例:MOVWF 6 ;寫I/O
         NOP        ;穩定I/O電平
        MOVF 6,W;讀I/O
      5堆棧
      單片機執行程序時,常常要執行調用子程序。這樣就產生了一個問題:如何記憶是從何處調用的子程序,以便執行子程序之后正確返回。此外,在程序執行過程中,還可能會發生中斷,轉而執行中斷子程序,這時,又如何記憶從何處中斷,以便返回呢?
      滿足上述功能的方法就是“堆棧”技術。
      “堆棧”是一個用來保存臨時數據的棧區。當主程序調用子程序時,單片機執行到CALL指令或發生中斷時,就自動將下一條指令的地址“壓棧”保存到棧區。當子程序結束,單片機執行返回指令時,就自動地把棧區的內容“彈出”,作為下步指令執行的新地址。
      PIC16F84單片機芯片內有一個8級13位寬(與PC同寬)的硬件堆棧,此堆棧既不占用程序存儲空間,也不占用數據存儲空間。當執行一條CALL指令或一個中斷被響應后,程序計數器PC中的斷點地址就自動被壓棧(PUSH)保護,而當執行RETURN、RETLW或者RETFIE指令時,堆棧中的斷點地址會彈回(POP)程序計數器PC中。無論是PUSH還是POP操作,都不影響PCLATH寄存器的內容?! ~啥肌⌒l東 
      知識競賽試題:
      19簡述PIC單片機I/O口的功能。
      20PIC16C64A/RL64與PIC16C65的管腳數相等,管腳功能相近,但PIC16C64A/RL64的{16}腳無CCP2、{25}腳無TX/CK、{26}腳無RX/DT等功能,試繪出PIC16C64A/RL64的管腳功能圖。

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