Организация памяти семейства микроконтроллеров pic16f87x

    У семейства PIC16F87X существует три вида памяти:

• FLASH.До 14336 байт программной памяти (PIC16F876/877). Так как PICmicro “среднего звена” имеют 14-бит архитектуру и, соответственно, 14-бит команды, память организована в виде 8Кґ14 бит. Организация памяти страничная, 4 страницы по 2Кґ14. Типовое время записи одного слова составляет 4 мс. Количество циклов стирания/записи — не менее 1000;

• EEPROM.До 256 байт (PIC16F876/877) EEPROM энергонезависимой памяти данных. Доступ к ней организован побайтно через служебные регистры. Типовое время записи составляет 4 мс, количество циклов стирания/записи — не менее 100000.

• RAM.До 368 байт RAM данных (PIC16F876/877). Страничная организация: 4 страницы с возможностью прямого доступа к 16 байтам из любой страницы. Предусмотрены режимы прямой и косвенной адресации.

    Данное семейство характеризуется тем, что вся память доступна для записи и чтения во всём диапазоне тактовых частот, температур и питающих напряжений. Выпускаются две версии кристалла:

• “F” — стандартная версия. Предназначена для работы на частотах 0–20 МГц в диапазоне питающих напряжений от 4,5 до 5,5 В;

• “LF” — маломощная версия, работает в расширенном диапазоне питающих напряжений от 2,0 до 5,5 В на частотах до 4 МГц. Потребляет 20 мкА @ 32 кГц (типовое значение).

    Для удобства работы с массивами после цикла записи в EEPROM устанавливается флаг прерывания.

Структурная схема мк

    Рис 2.3. Обобщенная структурная схема микроконтроллера PIC16 Основные особенности архитектуры микроконтроллеров PIC.

• Раздельные память и шины для команд и для данных. Разрядность ПП и шины команд - 14, ПД, регистров АЛУ и шины данных - 8.

• В арсенале всего 35 простых и компактных команд. Все команды выполняются за 1 машинный цикл, кроме команд ветвления, которые выполняются за 2 машинных цикла.

• Все регистры МК делятся на две группы: специальные регистры и регистры общего назначения. Обе группы составляют единое пространство - память данных, поэтому для управления функциями и настройками МК не требуются специальные команды.

• Ортогональная система команд позволяет выполнить любую операцию с любым регистром, используя любой метод адресации.

• В состав разных типов МК входят различные стандартные периферийные модули, выполняющие типичные для цифровых систем функции. Они освобождают ресурсы МК, упрощают программу и удешевляют изделие.

• Все выводы МК, кроме выводов питания и сброса, используются как порты общего назначения. Периферийные модули не занимают монопольно выводы МК. Все коммуникации осуществляются через альтернативные функции портов. Т.е. программа может подключать модуль к внешнему выводу МК только когда это необходимо. Если модуль не используется, то он и не использует никакие выводы МК.

• Несколько типов тактовых генераторов. Тактовая частота 0…20МГц.

• Диапазон напряжения питания не является архитектурной особенностью, и все-таки: 2…5,5В - для низковольтных вариантов МК (LC, LF) и 3,5(4,5)…5,5В - для остальных.

   Неотъемлемая составная часть микроконтроллера - это АЛУ (Арифметико-логическое устройство). АЛУ выполняет арифметические и логические операции с участием одного или двух операндов (байтов), а также битовые операции. В последнем случае операндом является байт, но операция выполняется только над одним из его битов.    В состав ядра МК входит и занимает центральное место особый 8-разрядный регистр, он называется рабочим и обозначается как W (от слова Work - работа). Регистр W не имеет адреса и не отображается на адресное пространство памяти данных, поэтому его нельзя адресовать или обратиться к нему прямо или косвенно. Он участвует в операциях непосредственно. С его участием выполняются все двухоперандные операции, операции с константой и операции пересылки, в нем можно сохранить результат операции.    Иногда интересует не сам результат операции, а лишь некий его признак, например, знак результата, или равен-ли результат операции нулю или нет. Эти признаки называют флагами состояния АЛУ. Таких флагов три и доступны они в виде битов регистра STATUS:       бит Z:   1 - результат арифметической или логической операции равен нулю, 0 - результат операции не равен нулю;       бит C:   1 - результат арифметической операции отрицательный, 0 - не отрицательный;       бит DC:   1 - в результате арифметической операции был перенос единицы из младшей тетрады в старшую, 0 - переноса не было    Не каждая операция влияет на тот или иной флаг. Например операция пересылки байта из регистра W в регистр памяти данных не влияет на флаги. А операция пересылки байта из регистра памяти данных в регистр W влияет на флаг Z: если пересылаемый байт равен нулю, флаг Z будет установлен, иначе сброшен. Прежде чем проверять флаг, как результат операции, загляните в таблицу операций и убедитесь, что операция воздействует на интересующий флаг.

Рис. 2.5. Цоколевка микроконтроллеров PIC16F873/876 (корпус DIP28).

Вывод	функция	I – вход, O - выход	Тип входа	Описание
1	-MKLR/ Vpp/THV	I	ST	Внешний сброс / напряжение программирования / тестирования МК программатором
2	RA0/AN0	I/O	TTL	RA0 / аналоговый вход_0 АЦП
3	RA1/AN1	I/O	TTL	RA1/ аналоговый вход_1 АЦП
4	RA2/AN2/REF-	P/O	TTL	RA2 / аналоговый вход_2 АЦП / вход “-” образцового напряжения для АЦП
5	RA3/AN3/REF+	P/O	TTL	RA3 / аналоговый вход_3 АЦП / вход “+” образцового напряжения для АЦП
6	RA4/T0CKI	I/O	ST	RA4 / вход внешнего сигнала для TMR0
7	RA5/AN4/-SS	I/O	TTL	RA5 / аналоговый вход_4 АЦП / Slave Select - Выбор Ведомого для синхронного параллельного порта (SSP)
8,19	Vss	P	-	Общий
20	Vdd	P	-	Питание
9	OSC1/CLKIN	I	ST/ SMOS	Вход генератора для кристаллического, кварцевого или RC резонатора / вход внешнего тактового сигнала
10	OSC2/CLKOUT	O	-	Выход генератора для кристаллического или кварцевого резонатора / выход внешнего тактового сигнала. В режиме RC генератора выход ¼ Fosc
11	RC0/T1OSO /T1CKI	I/O	ST	RC0 / выход осциллятораTMR1 / вход внешнего сигнала TMR1
12	RC1/T1OSI /CCP2	I/O	ST	RC1 / вход осциллятораTMR1 / или вход ЗАХВАТ/выход СРАВНЕНИЕ/выход ШИМ модуля CCP2
13	RC2/CCP1	I/O	ST	RC2 / вход ЗАХВАТ/выход СРАВНЕНИЕ/выход ШИМ модуля CCP1
14	RC3/SCK/SCL	I/O	ST	RC3 / SCK SPI-шины / SCL I2C-шины (clock)
15	RC4/SDI/SDA	I/O	ST	RC4 / SDI (data in) SPI-шины/ SDA (data) I2C-шины
16	RC5/SDO	I/O	ST	RC5 / SDO (data out) SPI-шины
17	RC6/TX/CK	I/O	ST	RC6 / выход USARTв асинхронном режиме / тактовый сигнал USART в синхронном режиме
18	RC7/RX/DT	I/O	ST	RC7 / вход USARTв асинхронном режиме / данные USART в синхронном режиме
21	RB0/INT	I/O	TTL/ST	RB0 / внешнее прерывание
22	RB1	I/O	TTL	RB1
23	RB2	I/O	TTL	RB2
24	RB3/PGM	I/O	TTL	RB3 / вход разрешения низковольтного программирования
25	RB4	I/O	TTL	RB4
26	RB5	I/O	TTL	RB5
27	RB6/PRG	I/O	TTL/ST	RB6 / сигнал CLK программирования МК программатором
28	RB7/PGD	I/O	TTL/ST	RB7 / шина для внутрисхемной отладки / сигнал DATA программирования МК программатором