PIC单片机的快速入门指南
pic16f616是一款14引脚、8位的cmos单片机。采用精简指令集，仅有35条指令，由于采用了数据总线和指令总线分离的哈佛总线结构，使得除少量指令不是单周期之外，大部分的指令都是单周期指令。这样有利于提高单片机的运行速度和执行效率。
pic16f616这款单片机供电电压可以在2v到5.5v之间，内部集成了一个rc振荡器，频率可以配置成8mhz或者4mhz，也可以用外部晶振提供时钟。内部集成有ad转换、比较器等硬件模块，还具有上电复位、欠压复位、看门狗、代码保护等功能。三个定时器、pwm发生器等可以由用户编程。下面我来一一介绍关于pic单片机的这些模块和功能。
1.存储器
pic16f616分为程序存储其和数据存储器，程序存储器的大小是2048words，数据存储器的大小是128bytes.
程序存储器中0000h的地址为复位地址，当上电或者看门狗计时器等复位的时候，均会导致pc指针指向复位地址。地址0004h为中断地址，当无论发生什么中断的时候，pc指针就会指向此地址。在地址0005h~07ffh可以移植程序。
数据存储器分为两个部分，分别叫做bank0和bank1，其中bank0的地址范围为：00h-7fh，bank1的地址范围为80h-ffh.一般的寄存器都放在里面。可以通过寄存器statusl里面的rp0位来选择bank0和bank1.
在编程序的时候要注意的是，当你要操作的寄存器在bank0的时候，先要选择bank0（将寄存器status的rp0位置0），然后再对你所要操作的寄存器进行操作，当你要操作的寄存器在bank1的时候，同理先要选择bank1.
如果想要定义一些变量，可以在数据存储器20h开始的地址定义，定义的地址范围为20h-7fh.一般这么多就够用了。
2.pic的输入输出端口
在学习这个部分的时候，曾经遇到过一些问题.pic单片机的引脚不多，大多都是复用引脚，例如ad、io、比较器、外接晶振等等，所以在配置端口的时候，一定要知道每个功能怎样设置才能实现的，在这一小节中，我要讲的是通用io口的设置问题。
pic16f616有12个io口，但是有一个引脚（ra3）只能作为输入引脚用，不能用作输出，另外，a口具有电平变化中断的功能，而c口没有，在设计的时候要注意。
在设置的时候，一般要进行以下几项设置：
（1）设置端口是模拟端口还是数字端口，可以通过寄存器ansel来设置。例如你想用ad，就要将相应的引脚设置为模拟输入端口。
（2）如果你选择的是数字端口，接下来就要设置端口的方向，是输入还是输出（ra3除外），可通过寄存器trisa（a口）或trisc（c口）来设置。
（3）设置端口的输出电平，可以通过寄存器porta（a口）或portc（c口）来设置。
这是对io口的通用设置，但是这不是全部的设置，接下来的设置要看时a口还是c口了。对于a口，它有几个特殊的功能：内部弱上拉、电平变化中断、ra2/int引脚的沿中断。如果想要这些功能，就要对相应的寄存器进行设置。
弱上拉的设置：只有当引脚为输出的时候弱上拉才有效，可以通过寄存器wpua来设置相应引脚的弱上拉，值得一提的如果开启了弱上拉，会有多余的电流浪费，这样对于低功耗的设计是不可取的，但是如果在进行一些例如键盘电路设计的候，可以开启弱上拉功能，这样就不需要在键盘电路中加上拉电阻了。
电平变化中断的设置：可以通过寄存器ioca来设置，但是首先要将相应引脚设置为数字端口且为输入状态。同时要将寄存器intcon的reie位设置为1，总中断要允许（置寄存器intcon的gie位），如果设置相应引脚有这个功能，当此引脚电平发生的时候，就会产生一个中断，同时一些中断标志位被置上（intcon的raif位被置1），且总中断gie被置为0.在中断服务程序中，要软件清除raif位和重新置gie位才能继续开启此中断。
ra2/int脚的沿中断设置：同样首先要将相应引脚设置为数字端口且为输入状态，设置intcon的intf位为1，表示允许int引脚外部中断，寄存器option_reg的integd位可以设置是上升沿中断还是下降沿中断。当发生中断时，intcon的intf位被置为1，gie被清零，在中断服务程序中，要软件清除intf位和重新置gie位才能继续开启此中断。
对于c口，不能产生电平变化中断和沿中断。
3.定时器
定时器是单片机的一个很重要的部分，用它可以产生很多不同的定时时间，来满足程序设计的不同需求.pic16f616有三个定时器，分别是timer0、timer1、timer2.它们的用法不是很相同，下面来分别谈谈这三个定时器的用法和设置问题。
（1）timer0
timer0是一个八位的计数器，它有一个八位的计数寄存器tmr0，八位的预分频器（与看门狗共用），可以选择内部或者是外部时钟源，有计数器溢出中断的功能。
timer0可以作为一个定时器或者计数器来使用，与timer0有关的寄存器有：tmr0，intcon，option_reg，trisa.
当timer0作为定时器来使用的时候，要设置option_reg的t0cs位为0，表示用的是内部时钟，每一个指令周期tmr0的值会增加（当没有预分频的时候），当tmr0被赋值的时候，会有两个指令周期的延时。预分频器可以和看门狗共用，可以由option_reg的psa位来设置，当psa 为0的时候分频器选择timer0，当psa为1的时候分频器选择看门狗。同时，与分频器的分频值可以通过寄存器option_reg来设置，设置的值可以由1:2到1:256.当timer0的计数器tmr0计数从ffh到00h的时候会产生溢出，同时溢出标志位（intcon寄存器的t0if位）会置位（无论timer0的中断是否开启），如果中断已经开启了（intcon寄存器的t0ie被置位），那么就会产生溢出中断.t0if位需要软件对其进行清零。
当timer0作为计数器来使用的时候，就要用外部时钟源（option_reg的t0cs置1），每次当引脚t0ck1的沿到来时timer0的 tmr0会增加1，上升沿和下降沿可以由option_reg的t0se来设置。中断和timer0作为定时器使用时一样。在我们编程序的时候，可以用 timer0进行定时或产生定时信息，下面我来解释定时器的定时时间的计算。假设timer0用的时钟源是内部的4mhz，那么每条指令的执行时间就是 1us，设timer0的预分频系数是1:256，tmr0的初值是6，那么定时时间为：
256×（256-6）×1us=64ms
在编程的时候需要注意的是timer0的中断是不能把单片机从sleep的状态唤醒的
（2）timer1
timer1是一个十六位的计数器。它有一个计数寄存器对（tmr1h:tmr1l），时钟源也是内外可选的，具有一个2bit的预分频器，可以同步或者异步操作，具有中断功能，但是溢出中断只能在外部时钟、异步的模式才能将单片机从sleep中唤醒，timer1具有捕获/比较功能，还有被一些特殊事件触发功能（eccp），比较器的输出可以与timer1的时钟同步。下面来一一介绍这些功能。
在编程的时候也可以按照这样的步骤来进行。设置寄存器t1con，时钟源可以选择外部或者内部的时钟源，外部时钟源可以选择lp晶体.timer1在选择内部时钟时，可以运行在定时器的状态，选择外部时钟的时候，可以运行在定时器或者是计数器状态，工作于计数器状态时可以选择门限是高电平还是低电平计数。这些都可以通过寄存器t1con来设置。
以下是t1con每个位的具体功能：bit1:timer1是否开启位，当此位设为1时，timer1开启，设为0时，timer1关闭;bit2：时钟源选择位，置1时，选择外部时钟（t1ck1引脚的上升沿），此位置0时，选择的是内部时钟，并且和t1acs（寄存器cm2con1中）配合，当 t1acs位为0时，时钟为fosc/4，当t1acs位为1时，时钟为fosc.bit2:t1sync：定时器1的外部时钟输入同步位，当 tmr1cs位为1、t1sync位为1，定时器1被设置成与外部时钟不同步，t1sync位为0时，定时器1被设置成与外部时钟同步模式.bit3： t1oscen：此位为1时timer1的时钟选择lp，为0时lp晶体被关闭.bit5-4:t1ckps:timer1时钟的预分频系数设置，通过这两位的是指，可以讲timer1设置成1:1、1:2、1:4、1:8几种分频值.bit6:tmr1ge：只有当tmr1on位为1时才有效，当此位为 1时，timer1计数被timer1的门限控制，此位为0时，timer1正常计数.bit7:t1ginv：此位为1时，timer1在门限为高时计数，此位为0时，timer1在门限为低时计数。
timer1的中断编程：当timer1的计数产生溢出的时候，如果timer1中断允许的话，就会产生中断。中断可以这样设置，timer1的中断允许位tmr1ie（在pie1寄存器中）置1，寄存器intcon的peie位置1，同时总中断位gie（位于寄存器intcon中）要置为1.当定时器产生中断的时候，会把中断标志t1if置为1（位于寄存器pir1中），然后pc指针指向0004h地址.t1if位必须软件清除。
（3）timer2
timer2的功能于timer1有些不同，timer2时一个八位的计数器，有一个八位的计数寄存器tmr2，timer2具有以下功能：有两个分频器，一个是前分频器，一个是后分频器。分频可以软件进行设置，另外，timer2的时钟源是指令时间（fosc/4），timer2有一个寄存器 pr2，此寄存器的功能是当tmr2增加到pr2的值时，将产生中断，当然，中断必须允许，然后pr2的值会重新变为00h.下面来介绍timer2的编程：
timer2的控制寄存器t2con作用是设置timer2的开启关闭和前后分频的分频系数，寄存器t2con的toutps《3:0》 位设置后分频系数，可以被设置成1:1~1:16;位tmr2on为1时，timer2开启，为0时，timer2关闭;位t2ckps《1： 0》可以设置前分频系数，可以被设置成1、4、16.
timer2的中断可以这样控制，允许timer2中断位tmr2ie（位于pie1寄存器内）被置1时，timer2中断被允许，被置0时， timer2中断禁止。寄存器intcon的peie位置1，同时总中断位gie（位于寄存器intcon中）置为1.通过上面的设置，timer2就可以产生中断了。当定时器产生中断的时候，会把中断标志t2if置为1（位于寄存器pir1中），然后pc指针指向0004h地址。中断标志位t2if必须软件清除。
下面是三个定时器的比较：
唤醒功能
其他功能
定时器timer0
内部或外部时钟源，有一个预分频器。
定时器、
醒功能。
计数器值溢出时发生中断
预分频器与看门狗共用。
定时器timer1
内部或外部时钟源，有一个预分频器
定时器、计数器
外部时钟、异步模式时可唤醒cpu
计数器值溢出时发生中断
与比较器模块、
捕获/比较模块共用
定时器timer2
有前分频器和后分频器
醒功能。
计数器值与预置值相等时发生中断
pwm的产生需要此定时器
4.ad模块
pic16f616有一个十位、八路的ad转换器。其参考电压可以为电源电压vdd，也可以是外部参考电压（vref引脚），当ad转换完成后可以产生一个中断，此中断可以把单片机从睡眠状态中唤醒。下面来介绍一下关于ad转换的编程方法。
要使用一个adc，要做的有一下几件事情：
（1）设置端口，需要采样模拟信号的端口必须设置为模拟输入状态，如果设置为数字端口，将使转换结果不正确，端口的模拟输入可以由寄存器ansel来配置，在讲ra口的时候已经说到了如何配置了。
（2）通道的选择，有八路外部通道和三路内部通道，可以通过adcon0寄存器的chs《3:0》位来设置通道的选择。
（3）参考电压的选择，参考电压可以是vdd，也可以是外部参考电压，可以通过adcon0寄存器的vcfg位来设置，当vcfg=0时，参考电压为vdd，当vcfg=1时，参考电压为外部参考电压（来自vref引脚）
（4）adc的转换格式，ad转换后的结果保存在一个寄存器对里面：adresh和adresl，但是ad转换结果只有十位，设置ad转换格式可以通过设置 adcon0的adfm位来选择，当adfm=1时10位的ad结果的低八位保存在adresl内，高两位保存在adresh内;当adfm=0时10位的ad结果的高八位保存在adresh内，低两位保存在adresl内。
（5）ad时钟源的选择，寄存器adcon1专门来设置ad的时钟源，adcs《2:0》不同组合，可以将ad的时钟源设置为不同的频率，可以为fosc/2、fosc/4、fosc/8、fosc/16、fosc/32、fosc/64和frc（内部rc）。
（6）ad中断的配置，要使用ad的中断功能，可以先把ad中断使能，adie位设置为1（在寄存器pie1中），peie位置1（在intcon寄存器中），总中断gie位置1（intcon寄存器中）。
要开始一个ad转换，首先要使能adc模块，即把寄存器adcon0的adon位置1即可，然后将go/done位（adcon0中）置1就可以启动ad转换了。
ad转换需要时间，转换1bit需要tad的时间，tad与ad转换的时钟源和vdd有关，转换十位就需要11个tad时间，如果第一个ad转换完成了，要进行第二个ad转换，必须还要等待2*tad的时间才能开始。一个ad完成了，go/done位会被置为0，如果中断允许的话，就会产生中断，且中断标志位adif（寄存器pir1内）会被置1，在ad中断程序中就可以把ad转换结果读取出来（读adresh和adresl），需要时把ad中断标志位清零.
ad中断可以把单片机从睡眠中唤醒，但是要注意，使用这个功能的时候，时钟源必须设置为frc，否则的话在睡眠的时候就不会产生ad中断了。
5.看门狗
pic16f616的看门狗wdt其定时计数的脉冲序列由片内独立的rc振荡器产生，所以它不需要外接任何器件就可以工作。而且这个片内rc振荡器与引脚osc1/clkin上的振荡电路无关，即使osc1和osc2上的时钟不工作，wdt照样可以监视定时。例如：当pic16f616在执行 sleep指令后，芯片进入休眠状态，cpu不工作，主振荡器也停止工作，但是，wdt照样可监视定时。当wdt超时溢出后，可唤醒芯片继续正常的操作。而在正常操作期间，wdt超时溢出将产生一个复位信号。如果不需要这种监视定时功能，在编程时，可关闭这个功能。
wdt的定时周期在不加分频器的情况下，其基本定时时间是18ms，这个定时时间还受温度、vdd和不同元器件的工艺参数等的影响。如果需要更长的定时周期，还可以通过软件控制option寄存器（psa位置1）把预分频器配置给wdt，这个预分频器的最大分频比可达到1∶128.这样就可把定时周期扩大128倍，即达到2.3秒。
wdt的预分频器是和timer0所共用的，如果把预分频器配置给wdt，用clrwdt和sleep指令可以同时对wdt和预分频器清零，从而防止计时溢出引起芯片复位。所以在正常情况下，必须在每次计时溢出之前执行一条clrwdt指令喂一次狗，以避免引起芯片复位。当系统受到严重干扰处于失控状态时，就不可能在每次计时溢出之前执行一条clrwdt指令，wdt就产生计时溢出，从而引起芯片复位，从失控状态又重新进入正常运行状态。
当wdt计时溢出时，还会同时清除状态寄存器中的d4位t0，检测t0位即可知道复位是否由于wdt计时溢出引起的。
6.比较器
pic16f616有两个比较器：c1和c2，c1的结构比c2的结构要简单，下面我分别对这两个比较器的用法和特性作简要说明。
（4）比较器c1：它有一个独立的控制寄存器cm1con0，通过这个寄存器可以对比较器c1进行一些设置。位c1on可以控制c1的开启关闭，位c1oe 可以决定比较器的输出是从引脚输出还是内部输出，位c1pol可以选择比较器输出的极性，位c1r选择参考电压是链接到引脚c1in+还是连接到 c1vref，c1ch可以选择比较器负端从哪一个引脚输入的，位c1out存放了比较器的输出结果。
（5）比较器c2：它的控制寄存器cm2con0的操作跟c1一样，但是比较器c2比比较其c1功能要强，因为它与timer1挂上钩了，c2可以连接到 timer1，而c1不能。当c2与timer1相连接的时候，c2的输出可以设置成与timer1的下降沿锁定，如果timer1有分频，则比较器的输出与分频后的timer1下降沿锁定，可以通过相关寄存器来进行设置。
（6）两个比较还有其它的功能，都能组成滞回比较器，这样就可以对输入电压有一定的滤波功能。两个比较器还可以形成一个sr锁存器。
由于在本项目中没有选择用比较器这个功能，所以在这里就不详细叙述其细节设置，但要注意的是在不用此模块的时候，要能够保证此模块不能影响其他模块的正常工作，可以把比较器功能关闭（通过寄存器cm1con0、cm2con0的cxon位置0来关闭）。
7.捕获/比较/pwm功能
pic16f616具有捕获/比较/pwm的模块，下面来简单的介绍一下它们的功能。
这三个功能需要定时器的支持，捕获和比较功能需要定时器timer1的支持，pwm功能需要定时器timer2的支持。都有中断的功能，选择这三种功能的某一种功能可以通过寄存器ccp1con来设置.ccp1con的低四位ccp1m《3:0》可以通过不同的组合来开启某项功能和关闭所有功能，当ccp1m《3:0》=0000的时候，捕获/比较/pwm模块的所有功能被禁止。具体其他的不同组合实现的功能，请参考 pic16f616的用户手册。
当选择捕获功能时，它可以捕获引脚ccp1发生的事件，同时把16位timer1的计数值拷贝到ccpr1h:ccpr1l中来，引脚ccp1的发生事件可以指的是下列事件：ccp1引脚的每个上升沿或者下降沿、第四个上升沿、第十六个上升沿。可以通过寄存器ccp1con的低四位ccp1m《 3:0》来设置是哪一种事件。当事件发生的时候，单片机会置中断标志位ccp1if（寄存器pir1上），如果中断被允许（寄存器peie的位 ccp1ie=1）的话，就会产生中断，中断标志位ccp1if需要软件清零。
选择比较功能时，如果定时器timer1的计数器值与寄存器ccpr1h:ccpr1l相等的话，将产生下面的事件：把引脚ccp1置1/0、产生一个中断、触发一个事件（把定时器timer1的技术器tmr1清零，并且如果此时ad是允许的话，它将触发一次ad转换），这些事件可以通过寄存器 ccp1con的低四位ccp1m《3:0》来设置是哪一种事件。
当选择pwm功能时，通过设置pr2、t2con、ccpr1l、ccp1con这四个寄存器，模块可以产生不同占空比的pwm波形。具体的设置和占空比的计算请参考手册。
如果我们不需要这些功能，可以把这个模块关闭掉（设置ccp1m《3:0》=0000即可）。
8. 复位、中断和睡眠
（1）复位
pic16f616包括这样的几个复位功能，上电复位（power-on）、硬件复位、欠压复位（brown-out）、看门狗复位。
关于上电复位por，大家都不陌生，单片机在上电的时候保持复位直到电压能够满足其正常的工作电压，同时你可以通过对connfig（编译器上即可设置）的设置，来开启power-up time，这个时间一般为64ms.
硬件复位可以通过mclr引脚外界复位电路，即可实现硬件复位（将此引脚接低电平）。
欠压复位这个功能是可选的，也可以直接在编译环境中配置config寄存器来开启此功能。当此功能开启时，如果单片机在运行的时候，供电电压不足就会引起欠压复位，复位后单片机如果发现供电电压已经达到正常值的时候，会有一个64ms的延时，然后再运行程序。
关于看门狗的复位在看门狗部分已经说了。这里的一些复位还涉及到一些标志位。这些标志位分布在status和pcon上面.status上有两个位 to、pd，当标志位to=1时，表示表示已经操作了上电复位或者是执行了clrwdt或者sleep指令，当to=0时，表示发生了看门狗复位。当标志位pd=1时表示操作了上电复位或者是执行了clrwdt指令，当pd=0时，表示执行了sleep指令.pcon上有两个标志位是por和bor，分别表示的是上电复位和欠压复位标志。具体的可以参看手册.
（2）中断
pic16f616包括这样的几个中断源：ra2/int引脚外部中断、ra端口电平变化中断、定时器timer0、timer1、timer2溢出中断、比较器中断、ad转换中断、捕获/比较/pwm中断。
这些中断的允许位和中断标志位分别位于intcon、pie1、pir1、ioca这些寄存器里面，如果要开启相应的中断，就要置相应的中断允许位，开启总中断位（intcon寄存器的gie位），还要开启intcon上的peie位（定时器0溢出中断、int引脚沿中断和ra端口的电平变化中断除外）。
当中断发生的时候，相应的中断标志位就会置起来，同时总中断标志位gie会被清零，保证在此时间内不会相应其他的中断，然后将当前的pc指针值压栈保存，以用来保证中断能正确的返回到原来执行的地方。然后pc指针指向中断向量地址0004h的地方，所以在编程序的时候，你可以在0004h的地址存一条跳转指令跳到你定义的中断服务程序里面去就可以了。如果在中断的时候想保存一些重要的寄存器的话，可以在中断程序的起始将其保存，然后在中断服务程序的末尾将其恢复即可。
要注意的是中断标志位不会自己清零，这就需要在编程的时候在软件上对其清零，否则的话，单片机不停的执行中断服务程序。如果你想要在以后的程序中还能产生中断的话，就要把总中断允许位gie重新置位。
（3）睡眠
要想让单片机睡眠的方法很简单，执行一条sleep指令就可以了，如果看门狗允许的话，wdt就会被清零，但是还保持运行，寄存器status的pd位将会置0，to位将会置1，io口还保持原来的状态，在睡眠状态下，不能驱动振荡器了。
有些事件可以将单片机从睡眠状态中唤醒：看门狗、ra口电平变化中断、外部复位引脚mclk被拉低、ra2/int引脚沿中断、timer1中断（必须工作在异步计数模式）、eccp捕获模式中断、ad转换中断（时钟源必须为内部rc的时候）、比较器输出有变化，这些事件能够将单片机唤醒，其他的事件不能。
如果某项能唤醒单片机的中断已经开了，当总中断允许位gie为1的时候，单片机被唤醒后可以进入中断程序中去，而当gie位为0的时候，单片机也可以被唤醒，但是是执行下面的语句，而不能进入中断程序中去。
为了保证在执行sleep语句后看门狗能够清零，最好在sleep语句之前加一句清看门狗的语句clrwdt.
9. pic单片机的一些电特性
vss引脚的最大输出电流和vdd最大的输入电流为：90ma;
每个io口的输出电流可达25ma，io口总共输出电流可达90ma;
每个io口是由两个保护二极管上下钳位的。当电压超过vdd和vss的时候，二极管最大能承受20ma的电流;
io口输入漏电流最大为±1ua，引脚mclr和osc漏电流最大为±5ua;
porta内部弱上拉（若设置了此功能）电流最大为 400ua;
io口输出低电平为0.6v，输出高电压为vdd-0.7v;
10. 编程注意事项及技巧
在编程调试后和根据网上的一些资料和经验，我注意到了一些在编程的事项和技巧，通过这些设置，可以使系统更加稳定的工作，现在总结如下：
（1）在设置端口的时候，先将端口输出你想要预置的值，以免发生出示状态的不稳定，影响系统正常工作。虽然在当前还没有定义端口是输出还是输入状态，这样做总是好的。
（2）在开启某个中断功能的时候，最好将其中断标志位清一次零。
（3）在设计低功耗的时候，其中有些功能是比较耗电的，如果不用的话，一定要将其关掉。例如将io口设置成输入并将其悬空，就会很耗电流;ra口设置弱上拉的时候如果引脚接地，电流会很大;欠压复位也是一个耗电大户。而看门狗开启时用的时钟源为内部的rc，不怎么耗电;ad转换耗电也不多。
（4）单片机里面的功能很多，在有些功能不需要的时候，一定要将其关闭（可以放在初始化程序之中），这样一来有利于程序的稳定性;二来可以省电，因为开启某个功能总是要电来驱动的。
（5）如果一个寄存器被多种功能所共用，建议只对相应位进行操作，例如用bcf、bsf、或、异或、与、非等指令，而不要整个的将其赋值，以免弄错了使其他模块受到干扰.
华为将继续为欧洲5G网络客户提供服务?
宽带接收机中四种干扰信号
基于双通道光电耦合离轴旋转连接器设计方案
安全路由器的安全要求及中小企业如何选择
汽车行业中热熔胶点胶加工所用的热熔胶特点
PIC单片机的快速入门指南
temi机器人打造行业专属的智能助手
英飞凌FP100R12KT4 IGBT模块内部拆解分析
无线路由器在油田监控组网系统的应用
多晶硅产量大幅上涨，电池片转化效率有所提升
使用LED边缘光源技术优化背光系统
二极管的正负极怎么区分？
力神全面布局应战2018动力市场
随着对小型储能设备的需求不断增长 锂离子电池成本目标遥遥无期
IPMT：用于小样本语义分割的中间原型挖掘Transformer
智慧路口交通灯控制系统怎样设计比较合理
电池交流阻抗和直流内阻的介绍
解密vivo发展之路：从颜值至上到内外兼修
射频器件概述 射频器件的挑战与创新
A 5G Odyssey ：2021北京漫游
pic16f616这款单片机供电电压可以在2v到5.5v之间，内部集成了一个rc振荡器，频率可以配置成8mhz或者4mhz，也可以用外部晶振提供时钟。内部集成有ad转换、比较器等硬件模块，还具有上电复位、欠压复位、看门狗、代码保护等功能。三个定时器、pwm发生器等可以由用户编程。下面我来一一介绍关于pic单片机的这些模块和功能。
1.存储器
pic16f616分为程序存储其和数据存储器，程序存储器的大小是2048words，数据存储器的大小是128bytes.
程序存储器中0000h的地址为复位地址，当上电或者看门狗计时器等复位的时候，均会导致pc指针指向复位地址。地址0004h为中断地址，当无论发生什么中断的时候，pc指针就会指向此地址。在地址0005h~07ffh可以移植程序。
数据存储器分为两个部分，分别叫做bank0和bank1，其中bank0的地址范围为：00h-7fh，bank1的地址范围为80h-ffh.一般的寄存器都放在里面。可以通过寄存器statusl里面的rp0位来选择bank0和bank1.
在编程序的时候要注意的是，当你要操作的寄存器在bank0的时候，先要选择bank0（将寄存器status的rp0位置0），然后再对你所要操作的寄存器进行操作，当你要操作的寄存器在bank1的时候，同理先要选择bank1.
如果想要定义一些变量，可以在数据存储器20h开始的地址定义，定义的地址范围为20h-7fh.一般这么多就够用了。
2.pic的输入输出端口
在学习这个部分的时候，曾经遇到过一些问题.pic单片机的引脚不多，大多都是复用引脚，例如ad、io、比较器、外接晶振等等，所以在配置端口的时候，一定要知道每个功能怎样设置才能实现的，在这一小节中，我要讲的是通用io口的设置问题。
pic16f616有12个io口，但是有一个引脚（ra3）只能作为输入引脚用，不能用作输出，另外，a口具有电平变化中断的功能，而c口没有，在设计的时候要注意。
在设置的时候，一般要进行以下几项设置：
（1）设置端口是模拟端口还是数字端口，可以通过寄存器ansel来设置。例如你想用ad，就要将相应的引脚设置为模拟输入端口。
（2）如果你选择的是数字端口，接下来就要设置端口的方向，是输入还是输出（ra3除外），可通过寄存器trisa（a口）或trisc（c口）来设置。
（3）设置端口的输出电平，可以通过寄存器porta（a口）或portc（c口）来设置。
这是对io口的通用设置，但是这不是全部的设置，接下来的设置要看时a口还是c口了。对于a口，它有几个特殊的功能：内部弱上拉、电平变化中断、ra2/int引脚的沿中断。如果想要这些功能，就要对相应的寄存器进行设置。
弱上拉的设置：只有当引脚为输出的时候弱上拉才有效，可以通过寄存器wpua来设置相应引脚的弱上拉，值得一提的如果开启了弱上拉，会有多余的电流浪费，这样对于低功耗的设计是不可取的，但是如果在进行一些例如键盘电路设计的候，可以开启弱上拉功能，这样就不需要在键盘电路中加上拉电阻了。
电平变化中断的设置：可以通过寄存器ioca来设置，但是首先要将相应引脚设置为数字端口且为输入状态。同时要将寄存器intcon的reie位设置为1，总中断要允许（置寄存器intcon的gie位），如果设置相应引脚有这个功能，当此引脚电平发生的时候，就会产生一个中断，同时一些中断标志位被置上（intcon的raif位被置1），且总中断gie被置为0.在中断服务程序中，要软件清除raif位和重新置gie位才能继续开启此中断。
ra2/int脚的沿中断设置：同样首先要将相应引脚设置为数字端口且为输入状态，设置intcon的intf位为1，表示允许int引脚外部中断，寄存器option_reg的integd位可以设置是上升沿中断还是下降沿中断。当发生中断时，intcon的intf位被置为1，gie被清零，在中断服务程序中，要软件清除intf位和重新置gie位才能继续开启此中断。
对于c口，不能产生电平变化中断和沿中断。
3.定时器
定时器是单片机的一个很重要的部分，用它可以产生很多不同的定时时间，来满足程序设计的不同需求.pic16f616有三个定时器，分别是timer0、timer1、timer2.它们的用法不是很相同，下面来分别谈谈这三个定时器的用法和设置问题。
（1）timer0
timer0是一个八位的计数器，它有一个八位的计数寄存器tmr0，八位的预分频器（与看门狗共用），可以选择内部或者是外部时钟源，有计数器溢出中断的功能。
timer0可以作为一个定时器或者计数器来使用，与timer0有关的寄存器有：tmr0，intcon，option_reg，trisa.
当timer0作为定时器来使用的时候，要设置option_reg的t0cs位为0，表示用的是内部时钟，每一个指令周期tmr0的值会增加（当没有预分频的时候），当tmr0被赋值的时候，会有两个指令周期的延时。预分频器可以和看门狗共用，可以由option_reg的psa位来设置，当psa 为0的时候分频器选择timer0，当psa为1的时候分频器选择看门狗。同时，与分频器的分频值可以通过寄存器option_reg来设置，设置的值可以由1:2到1:256.当timer0的计数器tmr0计数从ffh到00h的时候会产生溢出，同时溢出标志位（intcon寄存器的t0if位）会置位（无论timer0的中断是否开启），如果中断已经开启了（intcon寄存器的t0ie被置位），那么就会产生溢出中断.t0if位需要软件对其进行清零。
当timer0作为计数器来使用的时候，就要用外部时钟源（option_reg的t0cs置1），每次当引脚t0ck1的沿到来时timer0的 tmr0会增加1，上升沿和下降沿可以由option_reg的t0se来设置。中断和timer0作为定时器使用时一样。在我们编程序的时候，可以用 timer0进行定时或产生定时信息，下面我来解释定时器的定时时间的计算。假设timer0用的时钟源是内部的4mhz，那么每条指令的执行时间就是 1us，设timer0的预分频系数是1:256，tmr0的初值是6，那么定时时间为：
256×（256-6）×1us=64ms
在编程的时候需要注意的是timer0的中断是不能把单片机从sleep的状态唤醒的
（2）timer1
timer1是一个十六位的计数器。它有一个计数寄存器对（tmr1h:tmr1l），时钟源也是内外可选的，具有一个2bit的预分频器，可以同步或者异步操作，具有中断功能，但是溢出中断只能在外部时钟、异步的模式才能将单片机从sleep中唤醒，timer1具有捕获/比较功能，还有被一些特殊事件触发功能（eccp），比较器的输出可以与timer1的时钟同步。下面来一一介绍这些功能。
在编程的时候也可以按照这样的步骤来进行。设置寄存器t1con，时钟源可以选择外部或者内部的时钟源，外部时钟源可以选择lp晶体.timer1在选择内部时钟时，可以运行在定时器的状态，选择外部时钟的时候，可以运行在定时器或者是计数器状态，工作于计数器状态时可以选择门限是高电平还是低电平计数。这些都可以通过寄存器t1con来设置。
以下是t1con每个位的具体功能：bit1:timer1是否开启位，当此位设为1时，timer1开启，设为0时，timer1关闭;bit2：时钟源选择位，置1时，选择外部时钟（t1ck1引脚的上升沿），此位置0时，选择的是内部时钟，并且和t1acs（寄存器cm2con1中）配合，当 t1acs位为0时，时钟为fosc/4，当t1acs位为1时，时钟为fosc.bit2:t1sync：定时器1的外部时钟输入同步位，当 tmr1cs位为1、t1sync位为1，定时器1被设置成与外部时钟不同步，t1sync位为0时，定时器1被设置成与外部时钟同步模式.bit3： t1oscen：此位为1时timer1的时钟选择lp，为0时lp晶体被关闭.bit5-4:t1ckps:timer1时钟的预分频系数设置，通过这两位的是指，可以讲timer1设置成1:1、1:2、1:4、1:8几种分频值.bit6:tmr1ge：只有当tmr1on位为1时才有效，当此位为 1时，timer1计数被timer1的门限控制，此位为0时，timer1正常计数.bit7:t1ginv：此位为1时，timer1在门限为高时计数，此位为0时，timer1在门限为低时计数。
timer1的中断编程：当timer1的计数产生溢出的时候，如果timer1中断允许的话，就会产生中断。中断可以这样设置，timer1的中断允许位tmr1ie（在pie1寄存器中）置1，寄存器intcon的peie位置1，同时总中断位gie（位于寄存器intcon中）要置为1.当定时器产生中断的时候，会把中断标志t1if置为1（位于寄存器pir1中），然后pc指针指向0004h地址.t1if位必须软件清除。
（3）timer2
timer2的功能于timer1有些不同，timer2时一个八位的计数器，有一个八位的计数寄存器tmr2，timer2具有以下功能：有两个分频器，一个是前分频器，一个是后分频器。分频可以软件进行设置，另外，timer2的时钟源是指令时间（fosc/4），timer2有一个寄存器 pr2，此寄存器的功能是当tmr2增加到pr2的值时，将产生中断，当然，中断必须允许，然后pr2的值会重新变为00h.下面来介绍timer2的编程：
timer2的控制寄存器t2con作用是设置timer2的开启关闭和前后分频的分频系数，寄存器t2con的toutps《3:0》 位设置后分频系数，可以被设置成1:1~1:16;位tmr2on为1时，timer2开启，为0时，timer2关闭;位t2ckps《1： 0》可以设置前分频系数，可以被设置成1、4、16.
timer2的中断可以这样控制，允许timer2中断位tmr2ie（位于pie1寄存器内）被置1时，timer2中断被允许，被置0时， timer2中断禁止。寄存器intcon的peie位置1，同时总中断位gie（位于寄存器intcon中）置为1.通过上面的设置，timer2就可以产生中断了。当定时器产生中断的时候，会把中断标志t2if置为1（位于寄存器pir1中），然后pc指针指向0004h地址。中断标志位t2if必须软件清除。
下面是三个定时器的比较：
唤醒功能
其他功能
定时器timer0
内部或外部时钟源，有一个预分频器。
定时器、
醒功能。
计数器值溢出时发生中断
预分频器与看门狗共用。
定时器timer1
内部或外部时钟源，有一个预分频器
定时器、计数器
外部时钟、异步模式时可唤醒cpu
计数器值溢出时发生中断
与比较器模块、
捕获/比较模块共用
定时器timer2
有前分频器和后分频器
醒功能。
计数器值与预置值相等时发生中断
pwm的产生需要此定时器
4.ad模块
pic16f616有一个十位、八路的ad转换器。其参考电压可以为电源电压vdd，也可以是外部参考电压（vref引脚），当ad转换完成后可以产生一个中断，此中断可以把单片机从睡眠状态中唤醒。下面来介绍一下关于ad转换的编程方法。
要使用一个adc，要做的有一下几件事情：
（1）设置端口，需要采样模拟信号的端口必须设置为模拟输入状态，如果设置为数字端口，将使转换结果不正确，端口的模拟输入可以由寄存器ansel来配置，在讲ra口的时候已经说到了如何配置了。
（2）通道的选择，有八路外部通道和三路内部通道，可以通过adcon0寄存器的chs《3:0》位来设置通道的选择。
（3）参考电压的选择，参考电压可以是vdd，也可以是外部参考电压，可以通过adcon0寄存器的vcfg位来设置，当vcfg=0时，参考电压为vdd，当vcfg=1时，参考电压为外部参考电压（来自vref引脚）
（4）adc的转换格式，ad转换后的结果保存在一个寄存器对里面：adresh和adresl，但是ad转换结果只有十位，设置ad转换格式可以通过设置 adcon0的adfm位来选择，当adfm=1时10位的ad结果的低八位保存在adresl内，高两位保存在adresh内;当adfm=0时10位的ad结果的高八位保存在adresh内，低两位保存在adresl内。
（5）ad时钟源的选择，寄存器adcon1专门来设置ad的时钟源，adcs《2:0》不同组合，可以将ad的时钟源设置为不同的频率，可以为fosc/2、fosc/4、fosc/8、fosc/16、fosc/32、fosc/64和frc（内部rc）。
（6）ad中断的配置，要使用ad的中断功能，可以先把ad中断使能，adie位设置为1（在寄存器pie1中），peie位置1（在intcon寄存器中），总中断gie位置1（intcon寄存器中）。
要开始一个ad转换，首先要使能adc模块，即把寄存器adcon0的adon位置1即可，然后将go/done位（adcon0中）置1就可以启动ad转换了。
ad转换需要时间，转换1bit需要tad的时间，tad与ad转换的时钟源和vdd有关，转换十位就需要11个tad时间，如果第一个ad转换完成了，要进行第二个ad转换，必须还要等待2*tad的时间才能开始。一个ad完成了，go/done位会被置为0，如果中断允许的话，就会产生中断，且中断标志位adif（寄存器pir1内）会被置1，在ad中断程序中就可以把ad转换结果读取出来（读adresh和adresl），需要时把ad中断标志位清零.
ad中断可以把单片机从睡眠中唤醒，但是要注意，使用这个功能的时候，时钟源必须设置为frc，否则的话在睡眠的时候就不会产生ad中断了。
5.看门狗
pic16f616的看门狗wdt其定时计数的脉冲序列由片内独立的rc振荡器产生，所以它不需要外接任何器件就可以工作。而且这个片内rc振荡器与引脚osc1/clkin上的振荡电路无关，即使osc1和osc2上的时钟不工作，wdt照样可以监视定时。例如：当pic16f616在执行 sleep指令后，芯片进入休眠状态，cpu不工作，主振荡器也停止工作，但是，wdt照样可监视定时。当wdt超时溢出后，可唤醒芯片继续正常的操作。而在正常操作期间，wdt超时溢出将产生一个复位信号。如果不需要这种监视定时功能，在编程时，可关闭这个功能。
wdt的定时周期在不加分频器的情况下，其基本定时时间是18ms，这个定时时间还受温度、vdd和不同元器件的工艺参数等的影响。如果需要更长的定时周期，还可以通过软件控制option寄存器（psa位置1）把预分频器配置给wdt，这个预分频器的最大分频比可达到1∶128.这样就可把定时周期扩大128倍，即达到2.3秒。
wdt的预分频器是和timer0所共用的，如果把预分频器配置给wdt，用clrwdt和sleep指令可以同时对wdt和预分频器清零，从而防止计时溢出引起芯片复位。所以在正常情况下，必须在每次计时溢出之前执行一条clrwdt指令喂一次狗，以避免引起芯片复位。当系统受到严重干扰处于失控状态时，就不可能在每次计时溢出之前执行一条clrwdt指令，wdt就产生计时溢出，从而引起芯片复位，从失控状态又重新进入正常运行状态。
当wdt计时溢出时，还会同时清除状态寄存器中的d4位t0，检测t0位即可知道复位是否由于wdt计时溢出引起的。
6.比较器
pic16f616有两个比较器：c1和c2，c1的结构比c2的结构要简单，下面我分别对这两个比较器的用法和特性作简要说明。
（4）比较器c1：它有一个独立的控制寄存器cm1con0，通过这个寄存器可以对比较器c1进行一些设置。位c1on可以控制c1的开启关闭，位c1oe 可以决定比较器的输出是从引脚输出还是内部输出，位c1pol可以选择比较器输出的极性，位c1r选择参考电压是链接到引脚c1in+还是连接到 c1vref，c1ch可以选择比较器负端从哪一个引脚输入的，位c1out存放了比较器的输出结果。
（5）比较器c2：它的控制寄存器cm2con0的操作跟c1一样，但是比较器c2比比较其c1功能要强，因为它与timer1挂上钩了，c2可以连接到 timer1，而c1不能。当c2与timer1相连接的时候，c2的输出可以设置成与timer1的下降沿锁定，如果timer1有分频，则比较器的输出与分频后的timer1下降沿锁定，可以通过相关寄存器来进行设置。
（6）两个比较还有其它的功能，都能组成滞回比较器，这样就可以对输入电压有一定的滤波功能。两个比较器还可以形成一个sr锁存器。
由于在本项目中没有选择用比较器这个功能，所以在这里就不详细叙述其细节设置，但要注意的是在不用此模块的时候，要能够保证此模块不能影响其他模块的正常工作，可以把比较器功能关闭（通过寄存器cm1con0、cm2con0的cxon位置0来关闭）。
7.捕获/比较/pwm功能
pic16f616具有捕获/比较/pwm的模块，下面来简单的介绍一下它们的功能。
这三个功能需要定时器的支持，捕获和比较功能需要定时器timer1的支持，pwm功能需要定时器timer2的支持。都有中断的功能，选择这三种功能的某一种功能可以通过寄存器ccp1con来设置.ccp1con的低四位ccp1m《3:0》可以通过不同的组合来开启某项功能和关闭所有功能，当ccp1m《3:0》=0000的时候，捕获/比较/pwm模块的所有功能被禁止。具体其他的不同组合实现的功能，请参考 pic16f616的用户手册。
当选择捕获功能时，它可以捕获引脚ccp1发生的事件，同时把16位timer1的计数值拷贝到ccpr1h:ccpr1l中来，引脚ccp1的发生事件可以指的是下列事件：ccp1引脚的每个上升沿或者下降沿、第四个上升沿、第十六个上升沿。可以通过寄存器ccp1con的低四位ccp1m《 3:0》来设置是哪一种事件。当事件发生的时候，单片机会置中断标志位ccp1if（寄存器pir1上），如果中断被允许（寄存器peie的位 ccp1ie=1）的话，就会产生中断，中断标志位ccp1if需要软件清零。
选择比较功能时，如果定时器timer1的计数器值与寄存器ccpr1h:ccpr1l相等的话，将产生下面的事件：把引脚ccp1置1/0、产生一个中断、触发一个事件（把定时器timer1的技术器tmr1清零，并且如果此时ad是允许的话，它将触发一次ad转换），这些事件可以通过寄存器 ccp1con的低四位ccp1m《3:0》来设置是哪一种事件。
当选择pwm功能时，通过设置pr2、t2con、ccpr1l、ccp1con这四个寄存器，模块可以产生不同占空比的pwm波形。具体的设置和占空比的计算请参考手册。
如果我们不需要这些功能，可以把这个模块关闭掉（设置ccp1m《3:0》=0000即可）。
8. 复位、中断和睡眠
（1）复位
pic16f616包括这样的几个复位功能，上电复位（power-on）、硬件复位、欠压复位（brown-out）、看门狗复位。
关于上电复位por，大家都不陌生，单片机在上电的时候保持复位直到电压能够满足其正常的工作电压，同时你可以通过对connfig（编译器上即可设置）的设置，来开启power-up time，这个时间一般为64ms.
硬件复位可以通过mclr引脚外界复位电路，即可实现硬件复位（将此引脚接低电平）。
欠压复位这个功能是可选的，也可以直接在编译环境中配置config寄存器来开启此功能。当此功能开启时，如果单片机在运行的时候，供电电压不足就会引起欠压复位，复位后单片机如果发现供电电压已经达到正常值的时候，会有一个64ms的延时，然后再运行程序。
关于看门狗的复位在看门狗部分已经说了。这里的一些复位还涉及到一些标志位。这些标志位分布在status和pcon上面.status上有两个位 to、pd，当标志位to=1时，表示表示已经操作了上电复位或者是执行了clrwdt或者sleep指令，当to=0时，表示发生了看门狗复位。当标志位pd=1时表示操作了上电复位或者是执行了clrwdt指令，当pd=0时，表示执行了sleep指令.pcon上有两个标志位是por和bor，分别表示的是上电复位和欠压复位标志。具体的可以参看手册.
（2）中断
pic16f616包括这样的几个中断源：ra2/int引脚外部中断、ra端口电平变化中断、定时器timer0、timer1、timer2溢出中断、比较器中断、ad转换中断、捕获/比较/pwm中断。
这些中断的允许位和中断标志位分别位于intcon、pie1、pir1、ioca这些寄存器里面，如果要开启相应的中断，就要置相应的中断允许位，开启总中断位（intcon寄存器的gie位），还要开启intcon上的peie位（定时器0溢出中断、int引脚沿中断和ra端口的电平变化中断除外）。
当中断发生的时候，相应的中断标志位就会置起来，同时总中断标志位gie会被清零，保证在此时间内不会相应其他的中断，然后将当前的pc指针值压栈保存，以用来保证中断能正确的返回到原来执行的地方。然后pc指针指向中断向量地址0004h的地方，所以在编程序的时候，你可以在0004h的地址存一条跳转指令跳到你定义的中断服务程序里面去就可以了。如果在中断的时候想保存一些重要的寄存器的话，可以在中断程序的起始将其保存，然后在中断服务程序的末尾将其恢复即可。
要注意的是中断标志位不会自己清零，这就需要在编程的时候在软件上对其清零，否则的话，单片机不停的执行中断服务程序。如果你想要在以后的程序中还能产生中断的话，就要把总中断允许位gie重新置位。
（3）睡眠
要想让单片机睡眠的方法很简单，执行一条sleep指令就可以了，如果看门狗允许的话，wdt就会被清零，但是还保持运行，寄存器status的pd位将会置0，to位将会置1，io口还保持原来的状态，在睡眠状态下，不能驱动振荡器了。
有些事件可以将单片机从睡眠状态中唤醒：看门狗、ra口电平变化中断、外部复位引脚mclk被拉低、ra2/int引脚沿中断、timer1中断（必须工作在异步计数模式）、eccp捕获模式中断、ad转换中断（时钟源必须为内部rc的时候）、比较器输出有变化，这些事件能够将单片机唤醒，其他的事件不能。
如果某项能唤醒单片机的中断已经开了，当总中断允许位gie为1的时候，单片机被唤醒后可以进入中断程序中去，而当gie位为0的时候，单片机也可以被唤醒，但是是执行下面的语句，而不能进入中断程序中去。
为了保证在执行sleep语句后看门狗能够清零，最好在sleep语句之前加一句清看门狗的语句clrwdt.
9. pic单片机的一些电特性
vss引脚的最大输出电流和vdd最大的输入电流为：90ma;
每个io口的输出电流可达25ma，io口总共输出电流可达90ma;
每个io口是由两个保护二极管上下钳位的。当电压超过vdd和vss的时候，二极管最大能承受20ma的电流;
io口输入漏电流最大为±1ua，引脚mclr和osc漏电流最大为±5ua;
porta内部弱上拉（若设置了此功能）电流最大为 400ua;
io口输出低电平为0.6v，输出高电压为vdd-0.7v;
10. 编程注意事项及技巧
在编程调试后和根据网上的一些资料和经验，我注意到了一些在编程的事项和技巧，通过这些设置，可以使系统更加稳定的工作，现在总结如下：
（1）在设置端口的时候，先将端口输出你想要预置的值，以免发生出示状态的不稳定，影响系统正常工作。虽然在当前还没有定义端口是输出还是输入状态，这样做总是好的。
（2）在开启某个中断功能的时候，最好将其中断标志位清一次零。
（3）在设计低功耗的时候，其中有些功能是比较耗电的，如果不用的话，一定要将其关掉。例如将io口设置成输入并将其悬空，就会很耗电流;ra口设置弱上拉的时候如果引脚接地，电流会很大;欠压复位也是一个耗电大户。而看门狗开启时用的时钟源为内部的rc，不怎么耗电;ad转换耗电也不多。
（4）单片机里面的功能很多，在有些功能不需要的时候，一定要将其关闭（可以放在初始化程序之中），这样一来有利于程序的稳定性;二来可以省电，因为开启某个功能总是要电来驱动的。
（5）如果一个寄存器被多种功能所共用，建议只对相应位进行操作，例如用bcf、bsf、或、异或、与、非等指令，而不要整个的将其赋值，以免弄错了使其他模块受到干扰.
华为将继续为欧洲5G网络客户提供服务?
宽带接收机中四种干扰信号
基于双通道光电耦合离轴旋转连接器设计方案
安全路由器的安全要求及中小企业如何选择
汽车行业中热熔胶点胶加工所用的热熔胶特点
PIC单片机的快速入门指南
temi机器人打造行业专属的智能助手
英飞凌FP100R12KT4 IGBT模块内部拆解分析
无线路由器在油田监控组网系统的应用
多晶硅产量大幅上涨，电池片转化效率有所提升
使用LED边缘光源技术优化背光系统
二极管的正负极怎么区分？
力神全面布局应战2018动力市场
随着对小型储能设备的需求不断增长 锂离子电池成本目标遥遥无期
IPMT：用于小样本语义分割的中间原型挖掘Transformer
智慧路口交通灯控制系统怎样设计比较合理
电池交流阻抗和直流内阻的介绍
解密vivo发展之路：从颜值至上到内外兼修
射频器件概述 射频器件的挑战与创新
A 5G Odyssey ：2021北京漫游