通俗易懂讲PIC单片机：从一窍不通到入门进步

单片机入门不难------谈PIC系列（转自矿石收音机论坛---崂山）十年前的老帖子，讲得通俗易懂，分享之。请看图这个8条腿的小螃蟹就是我们的第一顿饭，只要把它吃下去，以后的大餐就好办了。第1、8条腿接电源 +5V和 地线。头两条腿是螃蟹钳子，好吃的很。 现在剩下了 6 条腿第2、3条腿 使用时外接一个晶振的东西我们接一个 4 MHz的。第4条腿是复位脚，是一个信号输入脚。单片机正常运行时接高电平。当有一个低电平脉冲输入到这个脚时单片机就复位。所谓复位就是单片机内部所有的工作部件统统回到规定的状态，程序也复位到头一句上开始逐条运行。例如，你设计的一个报警锁定的 LED红灯亮后，当需要解除报警时，用一个按钮给这个脚瞬时接地一下，相当于给它一个夫脉冲，系统就复位了，led灯就熄灭了，程序从头开始。以上5个脚，几乎所有单片机都有，包括世界上最复杂的，和世界比较简单的单片机-----PIC12CE519轮到底几条腿啦？奥是第5条腿，这条叫单片机的 I/O 脚。就是输入输出脚。你可通过程序动态地控制它作为输入或输出，作为输出时可以程序控制它的输出电平为高1或低0。所以，他的工作状态有四种：输入0，输入1，输出0，输出1剩下的两条腿和第5脚功能一个样。上边我们已经把8条腿消化掉了，其实我们要弄明白的也就3只腿，我们再简单一些，先整明白两条腿，即GP0,GP1.这两条腿低级一点的用法，可以控制继电器，LED灯，高级一些的用法可以进行I2C总线，RS232总线的通信，作为扩展输入可以模拟出来A/D转换器（6--7bit），可以测量一个电阻的粗略值。作为输出也可以直接推动扬声器奏出音乐。这是后话暂且不提。现在要控制使用这两只腿，我这个三脚猫功夫的说书的不得不讲一下软件了，要想讲明白软件又不得不涉及到单片机的内部结构。那位说啦，你可别提这软件和结构了，以前俺就是让它们打败的，现在听到这个心里就打鼓。嘿嘿，不要紧，果真如你所说，那你就不妨跟着我再失败一次， 反正吗多一次失败又不纳税，嘿嘿。不过你也要有思想准备，彻底弄明白是个渐进的过程。要说这程序和单片机内部结构，还真是老大难，不过蟹黄蟹肉都可都在里面。我现在要是给你说PIC单片机是哈佛结构的，51系列是冯-诺伊曼结构的，恐怕你要立马扎走人了。所以我得用点心思不让你溜号。好在PIC系列的制造商（microchip 微芯公司 美国）理解我等苦衷，全部只有35条指令，而且有一些指令我们一般很少使用，常用的也就十几句，用的时候查手册，无需记忆。就算我们两天学习一句，也就两三个月时间，总比到老了还怕它们强啊。废话少说先看下面的两个例语：my_name006: movlw02h '常数2进入w movwfGPIO 'W 的数进入 寄存器GPIO这就是我们编的程序里的两个句子，也叫源程序。有以下特点每行只能写一句话每句话由四部分组成：标号：操作指令 操作数 '程序注释下面我结合例子把这四部分解释一下。第一部分 my_name006: 叫做标号，它是由字母或数字组成，由冒号结束。标号可有可无，比如第二句就没有标号。第二部分movlw 叫做操作指令。它是必须有的，不能省略。PIC 系列的单片机共有 35 条指令。第三部分02h 叫做操作数。有的指令没有操作数或者操作数是默认的，也不用写。第四部分是程序注释，必须以单引号开头，主要作用是提醒和备忘。注释也是可有可无。第二个例句中，省略了标号，当然注释也可以省略。他的指令是movwf， 操作数是GPIO。操作数不一定是数字，也可能是一个由字母组成的字符串。知道了语句格式以后，我们下面就学习一些常用语句。我们先把这两个例句弄清楚。这两句话的作用是把 2 这个常数写入到 GPIO 这个寄存器里。单片机里有一些部件需要我们使用和操作，都是通过读写寄存器来实现的。每个部件都对应有操控它的寄存器，例如我们要控制使用的管脚GP0,GP1 这两个管脚对应的寄存器就叫做GPIO。对GPIO寄存器读操作，实际等效察看管脚电平的高低；对GPIO寄存器相应的位写1操作，实际等校让管脚输出高电平。写0，输出低电平。每个寄存器可以储存一个八位的二进制数。这八个位的每个位都有名称，从左向右的名称是： 左端第首位名称叫D7, 左端第二位名称叫D6, 左端第三位名称叫D5, 左端第四位名称叫D4, 左端第五位名称叫D3, 左端第六位名称叫D2, 左端第七位名称叫D1, 最后一位叫D0,而每一个位对应一个管脚的电平，例如当GPIO寄存器的D0位等于1时表示管脚GP0 的电平是高电平。D0位等于0时表示管脚GP0 的电平是低电平。常数2的八位二进制表示是“00000010”所以，GPIO寄存器存放的8位2进制数的每个位的值以及管脚电平是： D7对 应于内部总线管脚的电平 D7=0内部总线管脚输出低电平 D6对应于内部总线管脚的电平 D6=0内部总线管脚输出低电平 D5对应于GP5 管脚的电平 D5=0 GP5 管脚输出低电平 D4对应于GP4 管脚的电平 D4=0 GP4 管脚输出低电平 D3对应于GP3 管脚的电平 D3=0 GP3 管脚输出低电平 D2对应于GP2 管脚的电平 D2=0 GP2 管脚输出低电平 D1对应于GP1 管脚的电平 D1=1 GP1 管脚输出低电平 D0对应于GP0 管脚的电平 D0=0 GP0 管脚输出低电平GP0---GP5管脚我们可以从上一讲的图1硬件中查出所对应的管脚。d7 d6 对应的内部时钟和数据总线我们现在暂且不要管它。以后本事大了在调教它们。在我们的例句中，向GPIO寄存器写入了2，常数2的八位二进制表示是“00000010”因此如果此时GP0, Gp1等都已经被定义成输出的话，那么GP1输出高电平（接LED灯亮），GP0 输出低电平(所接led灯熄) 。截止到现在，你已经学会如何控制管脚的电平高低了。尽管还有一些疑问，比如怎样定义管脚为输出脚（以后会说），我得说如果事先gp1,gp0这两个管脚处于输入状态，这两个例句无效，是控制不了电平的。无论如何，这一会儿，你就学会了两个指令，35条我看也没啥难的。'------------------------------------------------------------------------------再加深一下对寄存器的认识：要把一个常数存储到，或者说写到一个寄存器中，仅用一条指令是办不到的，必须通过一个特殊的寄存器W,把数据倒过去. 这就应该使用到两个语句。movlw 02H 指令的意思是把一个常数存入特殊寄存器W, 这个常数是2,后面的H是表示十六进制movwf GPIO 指令的意思是把特殊寄存器W的数值存入寄存器. 这个寄存器的名称是 GPIO这里涉及到两个概念,常数和寄存器.常数好说,比如说十进制数 35,26 但要注意,在单片机系统里我们一般不用十进制,而使用十六进制. 有关数制转换方面的知识，是计算机的基础，必须会熟练地在二进制、十六进制、十进制之间转换，我就不罗索了.寄存器也叫单片机的内存。一个寄存器可以存储的数值范围是0--255,用十六进制表示就是 0---FFH.用二进制表示就是00000000----11111111.以后要养成习惯用十六进制表示数.那么,一个单片机里有多少个这样的寄存器哩，pic12ce512里面有1024个这样的寄存器可以供你使用,为了使用方便生产商已经给它们编上了号码,第一号码是000H,往下依照次序为 001H,002H........3FFH.（怎么样，开始用十六进制说事了吧，如果你不熟悉熟制转换赶紧补课来得及）有了编号就像我们居住的房间有了房间号码,使用就方便的多了.房间号码在邮政行业叫地址,因此我们称这些号码叫做寄存器地址,或称地址数例如 名称为 GPIO 的寄存器,他的地址,或地址数是06H 。所以我们的两个例句完全等同于：my_name006: movlw02h '常数2进入w movwf06H 'W 的数进入 寄存器GPIO'-----------------------------------------有两个寄存器比较特殊,它们没有地址,一个名字叫做 W,另一个叫做 TRIS. 所以他们两个在存储数据的时候比较快,一个指令就可以解决问题，例如： movlw 03H 一条指令就把常数3写入到W寄存器了。关于TRIS寄存器,我们以后用到它再说.除了他们两个以外的其他所有寄存器，在写入数据时一般都要用两条指令进行。今天就扯到这里，虽然只有两个指令，但主要目的是要同学们接触一下指令，建立寄存器的概念以及他们同硬件部件的联系。增强学习的信心。能有这些体会，这一节就算过关了。 随着以后的深入，你会发现小小单片机里面是一个大世界，兴趣也由此而生。我们上一次讲的两个指令是是如何控制管脚电平的高低。前提是所有管脚已经被定义成输出了（OUT）如果被定义成了输入，则上次的指令虽然也能运行，但运行后丝毫不能改变管脚电平高低，因为此时管脚是输入状态，电平取决于外部输入,指令无法改变。在PIC单片机系列中，改变I/O口的输入输出依靠写入寄存器TRIS的值，相应位写0，表示对应管脚被定义成了输出，写1，就是输入。现在假如预把GP1、GP2管脚定义成输出，其他脚全是输入。那就应该向TRIS 寄存器写入二进制数 11111001，换算成十六进制就是 F9H.依照以前我们学到的知识,在PIC系列单片机里，本来应该用下列的语句来完成我们的设定：movlw 0F9H '常数进W以字母开头的常数前面必须加0movwf TRISA '把W内的数复制到TRIS实际上PIC系列的单片机也都是这么写的,后面加的A,表示第一个8位的口(有的单片机不仅一个口,还有好几