全球主流8位MCU芯片详细解剖No.3:微芯 PIC16F877

　　往期系列文章推荐：

　　全球主流8位MCU芯片详细解剖No.1：飞思卡尔 MC9S08AC60

　　全球主流8位MCU芯片详细解剖No.2：英飞凌 XC866

　　PIC16F877简介

　　PIC16F877是由Microchip公司所生产开发的8位MCU，属于PICmicro系列单片微机，具有Flash program程序内存功能，可以重复烧录程序，适合教学、开发新产品等用途；而其内建ICD（In Circuit Debug）功能，可以让使用者直接在单片机电路或产品上，进行如暂停微处理器执行、观看缓存器内容等，让使用者能快速地进行程序除错与开发。

　　如图为PIC16F877的40根引脚图，PDIP是指一般最常见的DIP（Dual In Line Package）包装，而PIC单片机也有PLCC（Plastic Leaded Chip Carrier）与QFP（Quad Flat Package）两种形式的包装，依照不同的需求，寻找不同的包装形式。如图所示，每根接脚都有其特定功能，例如Pin11与Pin32（VDD）为正电源接脚，Pin12与Pin31（VSS）为地线接脚；而有些接脚有两种甚至三种以上功能，例如Pin2（RA0/AN0）代表PORTA的第一支接脚，在系统重置（Reset）后，可自动成为模拟输入接脚，接收模拟讯号，也可经由程序规划为数字输出输入接脚。

　　图1. PDIP40引脚PIC16F877接脚说明

　　图2. PDIP28和SOIC28引脚PIC16F877接脚图说明

　　图3. PLCC44引脚PIC16F877脚位图说明

　　图4. QFP44引脚PIC16F877引脚图说明

　　PIC16F877属于闪控式（Flash）单片机，可以重复烧录，其ROM的容量总共是8K words，以2K为一个page，区分为4个pages；内部RAM总共有512个字节（00f~1FFh），以128个字节为一个Bank，共区分为4个Bank，如图5所示，每个Bank的前半段都有其特殊用途，分别连接到其特殊功能模块，例如I/O、CCP、Timer、USART、MSSP等。

　　图5. PIC16F877的RAM配置

　　特殊内嵌功能

　　PIC16F877属于内嵌功能较多的单片机，除了CPU、POM、RAM、I/O等基本构造外，还包括以下各种功能，简介如下：

　　A/D converter：模拟数字转换器，最多可以读取8组模拟输入讯号。

　　CCP：Capture、Compare、PWM，用于控制直流马达。

　　Timer，内部定时器，有Timer0、Timer1、Timer2等。

　　USART：Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter，同步/异步串行传输，如RS232、RS485等。

　　MSSP；Master Synchronous Serial Port，两线式（I2C）与三线式（SPI）标准同步串行传输协定，常用于EEPROM内存资料的烧录与读取，或是与其它集成电路沟通与联系，形成多芯片网络。

　　PIC16F877基本电路

　　PIC振荡频率电路

　　单片机振荡电路与整体系统工作速度有直接的关系，例如同步∕异步串行传输、定时器等，都与振荡频率有关，不同系列单片机有不同振荡频率，根据产品资料手册，PIC16F877振荡频率最高可到20MHz；在图1中，振荡电路接于Pin13（OSC1/CLKIN）与Pin14（OSC2/CLKOUT），而振荡电路有以下四种形式：

　　LP：使用低功率振荡晶体（Low Power Crystal）

　　XT：使用振荡器∕谐振器（Crystal/Resonator）

　　HS：使用高速振荡器（High Speed Crystal/Resonator）

　　RC：使用电阻∕电容（Resister/Capacitor）

　　一般常用振荡晶体或是谐振器作为单片机振荡源，外接电路及PIC内部电路说明如图6所示。图中电容C1与C2规格大小是根据Crystal或Resonator而有所不同，表1列出电容建议值，使用其它振荡源的电路说明请参考产品资料手册。

　　图6. 振荡源电路图

　　表1. 建议电容值

　　外加电源与重置电路

　　PIC16F877的工作电压为5V，连接Pin11与Pin32，Pin12与Pin31为地线接脚；重置电路连接Pin1，按下Reset后，内部指令重头开始执行，系统重新运作。

　　图7. 电源与重置电路

　　输入输出接口

　　PIC16F877除了上述基本电路所占用的7支接脚外，其余的33支接脚都可当成输出、输入接脚，输入输出端口是单片机基本界面，可以与周边电路进行电路控制和信号传输与检测。PIC是8位的单片机，以接脚特性分组，每组尽量凑满8支接脚，并将I/O命名为PORTA（RA0~RA5）、PORTB（RB0~RB7）、PORTC（RC0~RC7）、PORTD（RD0~RD7）和PORTE（RE0~RE2）等，各分组接口特性说明如下：

　　PORTA

　　PIC16F877的PORTA总共有6个位（RA0~RA5），PORTA的接脚可作为数字输出输入端口，而系统重置后，PORTA自动成为模拟输入状态，可读取模拟输入讯号。

　　PORTB

　　PORTB总共有8个位（RB0~RB7），可以撰写程序规划输入输出方向、状态，其中，要进行烧录时，使用到三支接脚，分别是Pin36（RB3/PGM）、Pin39（RB6/PGC）与Pin40（RB7/PGD）。

　　PORTC