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PIC16C5X硬件結(jié)構(gòu) | 第五節(jié) 數(shù)據(jù)存儲器 | PIC16C5X把數(shù)據(jù)存儲器RAM都當(dāng)作寄存器來使用以使尋址簡單明潔，它們功能上可分為操作寄存器、I/O寄存器、通用寄存器和特殊功用寄存器。它們的組織結(jié)構(gòu)如圖1.4所示：這些寄存器用代號F0～F79來表示。F0～F4是操作寄存器，F(xiàn)5－F7是I /O寄存器，其余為通用寄存器。特殊功用寄存器地址對用戶不透明。  §1.5.1 操作寄存器
1、F0 間址寄存器
尋址F0實際上意味著間址尋址。實際地址為寄存器選擇寄存器F4的內(nèi)容。
| 例： MOVLW 10
MOVWF f4 ；10→f4
MOVLW 55
MOVWF f0 ；55→f10
| 2、F1 實時時鐘/計數(shù)寄存器（RTCC）
此寄存器是一個8位計數(shù)器。和其他寄存器一樣可由程序進行讀寫操作。它用于對外加在RTCC引腳上的脈沖計數(shù)，或?qū)?nèi)部時鐘計數(shù)（起定時器作用）。
圖1.5 RTCC 方塊圖
上圖中可看出RTCC工作狀態(tài)由OPTION寄存器控制（參見§1.5.4），其中OPTION寄存器的RTS位用來選擇RTCC的計數(shù)信號源，當(dāng)RTS為"1"時，信號源為內(nèi)部時鐘，RTS為"0"時，信號源為來自RTCC引腳的外部信號。OPTION寄存器的PSA位控制預(yù)分頻器（Prescaler）分配對象，當(dāng)PSA位為"1"，8位可編程預(yù)分配給RTCC，即外部或內(nèi)部信號經(jīng)過預(yù)分頻器分頻后再輸出給RTCC。預(yù)分頻器的分頻比率由OPTION內(nèi)的PS0～PS2決定。這時涉及寫f1（RTCC）寄存器的指令均同時將預(yù)分頻器清零。但要注意OPTION寄存器內(nèi)容仍保持不變，即分配對象、分頻比率等均不變。OPTION的RTE位用于選擇外部計數(shù)脈沖觸發(fā)沿。當(dāng)RTE為"1"時為下降沿觸發(fā)，為"0"時為上升沿觸發(fā)。
RTCC計數(shù)器采用遞增方式計數(shù)，當(dāng)計數(shù)至FFH時，在下一個計數(shù)發(fā)生后，將自動復(fù)零，重新開始計數(shù)，以此一直循環(huán)下去。RTCC對其輸入脈沖信號的響應(yīng)延遲時間為2個機器周期，不論輸入脈沖是內(nèi)部時鐘、外部信號或是預(yù)分頻器的輸出。響應(yīng)時序見圖1.6。
RTCC對外部信號的采樣周期為2個振蕩周期。因此當(dāng)不用預(yù)分頻器時，外加在RTCC引腳上的脈沖寬度不得小于2個振蕩周期，即1/2指令周期。同理，當(dāng)使用預(yù)分頻器時，預(yù)分頻器的輸出脈沖周期不得小于指令周期，因此預(yù)分頻器最大輸入頻率可達N.fosc/4，N為預(yù)分頻器的分頻比，但不得大于50MHZ。
當(dāng)RTCC使用內(nèi)部時鐘信號時，如果沒有預(yù)分頻器，則RTCC值隨指令節(jié)拍增1。 當(dāng)一個值寫入RTCC時，接下來的二個指令節(jié)拍RTCC的值不會改變，從第三個指令節(jié)拍才開始遞增，見下圖。
圖1.6A RTCC時序圖:內(nèi)部時鐘/無預(yù)分頻器
圖1.6B RTCC時序圖:內(nèi)部時鐘/預(yù)分頻比1:2
應(yīng)注意的是盡管PIC對外部加于RTCC信號端上的信號寬度沒有很嚴格的要求，但是如果高電平或低電平的維持時間太短，也有可能使RTCC檢測不到這個信號。一般要求信號寬度要大于是10nS。
3、F2 程序計數(shù)器（PC）
程序計數(shù)器PC可尋址最多2K的程序存儲器。表1.3列出了PIC16C5X各種型號的PC長度和堆棧的長度。
資料/PIC-HTML-IC應(yīng)用說明/pic16c5xx/PIC16C5XX/image/a10.gif)
表1.3 PC及堆棧的寬度
單片機一復(fù)位（RESET），F(xiàn)2的值全置為"1"。除非執(zhí)行地址跳轉(zhuǎn)指令，否則當(dāng)執(zhí)行一條指令后，F(xiàn)2（PC）值會動加1指向下一條指令。
下面這些指令可能改變PC的值：
a、"GOTO"指令。它可以直接寫（改變）PC的低9位。對于PIC16C56/57/58，狀態(tài)寄存器F3的PA1、PAO兩位將置入PC的最高二位。所示"GOTO"指令可以跳轉(zhuǎn)到程序存儲器的任何地方。
b、"CALL"指令。它可以直接寫PC 低8位，同時將PC的第9位清零。對于PIC16C56/57/58，狀態(tài)寄存器F3的PA1、PAO兩位將置入PC的最高二位（第10、11位）。
c、"RETLW"指令。它把棧項（堆棧1）的值寫入PC。
d、"MOVWF F2"指令。它把W寄存器的內(nèi)容置入PC。
e、"ADDWF F2"指令。它把PC值加1后再和W寄存器的值相加，結(jié)果寫入PC。
在以上b、d和e中，PC的第9位總是被清為零。所以用這三條指令來產(chǎn)生程序跳轉(zhuǎn)時，要把子程序或分支程序放在每頁的上部地址（分別為000-0FF、200-2FF、400-4FF、600-6FF）。 4、F3 狀態(tài)寄存器（STATUS）
如圖1.7所示F3包含了ALU的算術(shù)狀態(tài)、RESET狀態(tài)、程序存儲器頁面地址等。F3中除PD和TO兩位外，其他的位都可由指令來設(shè)置或清零。注意，當(dāng)你執(zhí)行一條欲改變F3 寄存器的指令后，F(xiàn)3中的情況可能出乎你的意料。
例：CLRF F3 ；清F3為零 | 你得到的結(jié)果是F3=000UU100（U為未變）而不是想像中的全零。UU兩位是PD和TO，它們維持不變，而2位由于清零操作被置成"1"。所以如果你要想改變F3的內(nèi)容，建議你使用BCF、BSF和MOVWF這三條指令，因為它們的執(zhí)行不影響其他狀態(tài)位。
例：MOVLW 0 ；0→W
MOVWF F3 ；把F3除PD和TO以外的位全部清零，則你可得到F3=000UU000。 | 有關(guān)各條指令對狀態(tài)位的影響請看第二章介紹。
在加法運算（ADDWF）時，C是進位位。在減法運算（SUBWF）時，C是借位的反（Borrow）。
例：CLRF F10 ；F10=0
MOVLW 1 ；1→W
SUBWF F10 ；F10-W=0-1=FFH→F10
C=0:運算結(jié)果為負
例：MOVLW 1 ；1→W
MOVWF F10 ；F10=1
CLRW ；W=0
SUBWF F10 ；F10-W=1-0=1→F10
C=1:運算結(jié)果為正
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PD和TO兩位可用來判斷RESET的原因。例如判斷RESET是由芯片上電引起的，或是由看門狗WDT計時溢出引起的，或是復(fù)位端加低電平引起的，或是由WDT喚醒SLEEP引起的。
表1.4列出了影響TO、PD位的事件。表1.5列出了在各種RESET后的TO、PD位狀態(tài)。 資料/PIC-HTML-IC應(yīng)用說明/pic16c5xx/PIC16C5XX/image/a13.gif)
判斷RESET從何處引起有時是很必要的。例如在對系統(tǒng)初始化時，經(jīng)常需判斷這次復(fù)位是否是上電引起的。如果不是上電復(fù)位，則不再進行初始化。
資料/PIC-HTML-IC應(yīng)用說明/pic16c5xx/PIC16C5XX/image/c1.gif)
頁面選擇位PA1、PA0的作用前面已描述過，RESET時清PA0-PA2位為零，所以復(fù)位后程序區(qū)頁面自動選擇在0頁。
5、F4 寄存器選擇寄存器（FSR）
a、 PIC16C52/54/55/56
F4的0－4位在間接尋址中用來選擇32個數(shù)據(jù)寄存器。5－7位為只讀位，并恒為1。請參考F0寄存器描述。
b、PIC16C57/58
FSR<6:5>位用來選擇當(dāng)前數(shù)據(jù)寄存器體（Bank）。PIC16C57有80個數(shù)據(jù)寄存器，如圖1.4所示。80個寄存器分為4個體（Bank0～Bank3），每個體的低16個寄存器的物理位置是相同的（參考§1.5.3通用寄存器的描述）。當(dāng)FSR的第4位為"1"時，則要根據(jù)FSR<6:5>位來選擇某個寄存器體中的某一個高16的寄存器。
資料/PIC-HTML-IC應(yīng)用說明/pic16c5xx/PIC16C5XX/image/a14.gif)
表1.6 寄存器體高16寄存器地址
注意：當(dāng)芯片上電復(fù)位時，F(xiàn)SR<6:5>是不定的，所以它可能指向任何一個Bank。而其他復(fù)位則保持原來的值不變。
具體程序技巧請參閱§2.7.2程序設(shè)計基礎(chǔ)的描述。
§1.5.2 I/O 寄存器
PIC16C52/54/56/58有二個I/O口RA、RB（F5、F6），PIC16C55/57有三個I/O口RA、RB、RC（F5、F6、F7）。與其它寄存器一樣，它們皆可由指令來讀寫。它們是可編程雙向I/O口，可由程序來編程確定每一根I/O端的輸入/輸出狀態(tài)�？刂品椒ㄒ姟�1.8節(jié)。
RESET后所有的I/O口都置成輸入態(tài)（等于高阻態(tài)），即I/O控制寄存器（TRISA、TRISB、TRISC）都被置成"1"。
1、F5（A口）
4位I/O口寄存器。只能使用其低4位。高4位永遠定義為"0"。
2、F6（B口）
8位I/O口寄存器。
3、F7（C口）
對于PIC16C55/PIC16C57，它是一個8位I/O口寄存器。
對于PIC16C54/56/58，它是一個通用寄存器。
§1.5.3 通用寄存器
PIC16C54/56：
07H～1FH
PIC16C55：
08H～1FH
PIC16C57/58：
08H-0FH：共有通用寄存器（無須體選擇即可尋址）。
10H-1FH：Bank0的通用寄存器
20H-2FH：物理上等同于00H-0FH。
30H-3FH：Bank1的通用寄存器
40H-4FH：物理上等同于00H-0FH。
50H-5FH：Bank2的通用寄存器
60H-6FH：物理上等同于00H-0FH。
70H-7FH：Bank3的通用寄存器。
請參考圖1.4。對寄存器體Bank的尋址請參閱F4寄存器描述和第四章的實例。
§1.5.4 特殊功能寄存器
1、工作寄存器（W）
W用來存放兩操作數(shù)指令中的第二個操作數(shù)，或用以進行內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送。算術(shù)邏輯單元ALU把W和寄存器連接起來，ALU的運算結(jié)果通過總據(jù)總線可以送到W保存。
2、I/O控制寄存器（TRISA、TRISB、TRISC）
TRISA、TRISB、TRISC分別對應(yīng)I/O口A、B、C。其中TRISA只有4位，和A口對應(yīng)。執(zhí)行"TRIS f"指令可把W的值置入I/O控制寄存器，以此來定義各I/O端的輸入/輸出態(tài)。當(dāng)寫入"1"時，將相應(yīng)的I/O端置成輸入態(tài)（高阻態(tài)），當(dāng)寫入"0"，則將相應(yīng)的I/O端置成輸出態(tài)。I/O控制寄存器都是只寫寄存器，在RESET后自動置為全"1"，即所有I/O口都為輸入態(tài)。 3、預(yù)設(shè)倍數(shù)/RTCC選擇寄存器（OPTION）
OPTION可用于：
a、定義預(yù)分頻器的預(yù)分頻參數(shù)。
b、分配預(yù)分頻器（Prescaler）給RTCC或WDT。注意預(yù)分頻器只能分配給RTCC或WDT其中之一使用，不能同時分配。
c、定義RTCC的信號源。
d、定義RTCC信號源的觸發(fā)沿（上升沿觸發(fā)或下降沿觸發(fā)）。
圖1.8顯示了OPTION各位的意義。
當(dāng)預(yù)分頻器分配給RTCC后，所有寫RTCC寄存器的指令如CLRF 1、MOVWF 1等都會清除預(yù)分頻器。同理，分配給WDT時，諸如CLRWDT和SLEEP指令將清除預(yù)分頻器里已有的值使其歸零。
通過執(zhí)行"OPTION"指令可將W值置入OPTIOW寄存器，RESET后OPTION被置成全"1"。
例：MOVLW 07H ；W=7
OPTION ；7→OPTION ；預(yù)分頻器(1:256)分配給RTCC。RTCC信號源為內(nèi) 部指令時鐘周期。
66821730(技術(shù)支持)
