計算機基礎知識

單片機的基礎架構
單片機的基礎架構主要由兩種：分別是馮 紐曼架構還有哈佛架構
馮紐曼架構：將數據存儲器還有程序存儲器結合起來，CPU通過同一條總線進行取值還有取操作數
哈佛架構：CPU通過兩條不同的總線連接數據存儲器還有程序存儲器

總線分為：數據總線，地址總線，控制總線，各個器件通過總線連接在一起。

機器字長是指計算機進行一次整數運算所能處理的二進制數據的位數（整數運算即定點整數運算），通常也是CPU內部數據通道的寬度。

PIC16F887

在pic16f887（microship的pic系列的8位機）中采取的是哈佛架構，此時程序存儲器和數據存儲器可以分開，這樣子提高了運行的速度。
機器周期和指令周期
Tosc：振蕩器時鐘周期，也稱為機器周期
Tcy：指令周期
Tcy=4Tosc

PIC16F887系列芯片的時鐘信號可以由內部振蕩器還有外部振蕩電路產生。外部振蕩電路一般采用皮爾斯振蕩電路

對于PIC系列的8位機器，非跳轉指令均為單指令周期指令，跳轉指令為雙指令周期指令。
PIC16系列特性：內部32k～8MHz振蕩器，8/16位定時器，比較器，8級硬件堆棧，中斷功能， 10/12位AD轉換器，USART，SPI，I2C，電壓參考模塊，比較器模塊，最大時鐘20MHz，35條指令。

其中有/的是對該引腳的復用
PIC16F887系列的主要參數

1Byte（字節）=8bit（位）
在887里面，1字=14位
887中程序存儲器（ROM）占8K字（82^10字）等于8K14bit
一個字存放一條指令，最多可以存放8192條指令
數據存儲器共512Byte（字節），其中EEPROM占256字節，SRAM占368字節
PIC16F887的特點
①8位機代表數據總線是8位（根），即可直接訪問8位數據存儲器
RAM:512字節（1字節=8位），其中通用寄存器
368字節
②程序存儲器：8K字（1字≠16位），而是與指令位長對應。
由于16系列指令位長14位，所以程序存儲器容量
8K14位
③引腳數：40/44。
I/O數（指用戶可以用于編程的引腳數）：35
35個既可以作為輸出引腳又可以作為輸入引腳
輸入引腳：36個
輸出引腳：35個
其中一號引腳RE3只能作為輸入引腳
主要功能
◆3個定時器，2個8位，1個16位；
◆2個CCP模塊，即捕捉、比較、脈寬調制模塊；
◆1個同步串行接口，SPI與I2C；
◆1個通用同步/異步串行通信接口USART；
◆上電復位(POR)；
◆掉電復位(BOR)；
◆低功耗睡眠工作方式；
◆14路10位AD轉換器；
◆2個模擬電壓比較器；
◆1個參考電壓發生器；
◆8級硬件堆棧；
◆可擦寫10萬次的FLASH程序存儲器；
◆可擦寫100萬次的EEPROM，數據保持40年以上；
◆可自編程及在線編程；
◆看門狗電路WDT；
◆程序代碼保護
程序存儲器
1.程序計數器（Program Counter）
定義：用于存放下一條指令所在單元的地址的地方。
887系列的PC為13位，剛剛好可以存放對應程序存儲器的8192個指令的地址值
2.堆棧
887的硬件為8級堆棧，意味著除中斷外，能最多嵌套連續7級的子程序調用。那個少掉的一級是主函數main。堆棧是一個類似彈夾的結構，先入后出。當堆棧被填滿后，就會出現溢出。這告訴我們在單片機中不能像計算機C語言中對函數大幅度的調用
我們可以通過使用宏定義等方式實行替代
3.復位向量
PIC16系列單片機的復位向量為0，當各種原因產生單片機復位時，程序是從復位向量即
0單元開始執行的。
4.中斷向量
16系列單片機的中斷向量為0x0004。當單片機產生中斷時，硬件將PC指針強制指向該中斷
向量，即程序自動跳轉到0x0004。
5.程序存儲器
程序存儲器為4頁，每頁2k字。從頁0到頁3

數據存儲器

說明：
①數據存儲器分為4個體(bank)：bank0～bank3，也稱為體0～體3。
②特殊功能寄存器：圖中已命名的單元；
通用寄存器：圖中未命名的單元，可供用戶自由使
用（共368單元=96+80+96+96）；
未定義：圖中灰色單元，不能使用；
映射：圖中體1～體3各有16個單元映射到體0的
70h～7Fh,它們可以在不同的體中直接存取，便于編程。
③圖中的特殊功能寄存器名稱是在匯編程序中定義的，XC8中定義的絕大部分與之相同，但也有個別不同，在用XC8語言編程中要引起注意。（學會查看XC8安裝目錄下include------>后綴名為“.h”的頭文件）
常用的SFR介紹
SFR全程為special function register
STATUS 狀態 用于檢測程序執行的情況

OPTION_REG

分頻器

XC8基本介紹

主要介紹幾個概念，其他的知識在C語言筆記中都可以學習到。
變量的類型

__bit i; //__兩條短的下劃線_int a ;float b;char c;double e;

位變量，是XC8語言中特有的。有了位變量，就可
以方便進行位操作，如對某一引腳設置為高電平或低電平就很方便了。有了位變量，就沒有必要用一個8位的變量表示，只要一位就可以表示的內容，可以節省單片機的內存。位變量可以類比布爾值理解，占1bit空間。
變量的轉化
自動類型轉換的轉換規則是：
⑴實型賦予整型，只賦整數部分，舍去小數部分
⑵整型賦予實型，數值不變，但將以浮點形式存放，小數部分值為0
⑶字符型賦予整型，由于字符型為單字節，而整型為雙字節，故將字符型的值放到整型量的低8位中，高8位為0
⑷整型賦予字符型，把低8位賦予字符型變量，高8位無效
變量修飾關鍵詞
1.extern 外部變量聲明
如果在一個C程序文件中要使用一些由其他文件定義的變量或者引用由嵌入匯編程序定義的變量，那么在本程序文件中要將這些變量聲明成“extern”外部類型。
sub1.c

char var1,var2;

在sub2.c中可以引用

extern char var1,var2;

2.volatile 易變型變量聲明
告訴編譯器，這些變量是隨機的，不要對這些變量進行優化處理。
因為在單片機運行過程中可能需要多次地對端口進行讀取值，如果按照標準C里面來說，編譯器優化，會導致只能執行最后一條讀取指令。
為了方便單片機的使用，在相關的頭文件中，所有的特殊功能寄存器都已經被定義成volatile型。
此外,當子程序定義的變量在主程序中沒有用
到時，不用” volatile”關鍵字定義時，這些變量
會被忽略,即在觀察窗口中看不到它們！當在定義變量時用了” volatile”關鍵字時，可以在觀察窗口中見到它們。
3.const 常數型變量聲明

單片機的常數實際上是存于程序存儲器的，這是因為通常單片機的程序存儲器相對數據存儲器大，可以存入較多的常數。

常數在程序存儲器中是以查表的形式返回值。

一個程序存儲器單元（字，14位）只能存儲一個8位的字節常數（字符型），即一個整形常數必須存放在兩個連續的程序存儲器單元中！
⒋. persistent 非初始化變量聲明
標準C語言的程序在開始運行前首先要把所有定義的但沒有賦初值的變量全部清零。但在單片機中，有的變量是不能清零的，如有的端口的值是由外部線路確定的，有的寄存器內容在非上電復位時是不改變的。
xc8提供了“persistent”修飾詞以聲明此類變量無需在復位時自動清零，并且在退出某些函數時這類變量仍然保留。
5.static 靜態變量聲明
如在聲明中加了靜態變量修飾詞“static”后,則在退出函數后，這類變量仍然保留。延長局部變量的生命周期。

共用體

帶參數的宏定義

#define PI 3.1415926 //不帶參數的宏定義 #define S(a,b) a*b//帶參數的宏定義 #define BITSET(Var,Bitno) ((Var) |= 1<<(Bitno)) #define BITCLR(Var,Bitno) ((Var) &= ~(1<<(Bitno))) #define SEND_ONE(a) \ TXREG=a; \ while(TRMT==0)

運算符號及其優先級

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【单片机原理及其应用】第二章PIC16F887的基本介绍的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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