PIC单片机16F84的内部硬件资源

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　成都　卫东

知识竞赛试题：
　　23用简单的实例说明中断在PIC单片机中的用途。
　　编后语：“PIC单片机系列专题”至今已刊登了十五期，余下还将刊载十期，共计二十五期。以后的内容将主要围绕PIC单片机的汇编和实际应用及开发来展开介绍，欢迎广大读者对本专题多提意见和建议。为配合本专题，“《电子报》单片机公共实验室”还为读者及会员准备一系列性价比高，适合初学者的PIC单片机、编程器、仿真器，以后本栏目将逐步加以介绍。另外，本专题的“知识竞赛”试题将于今年8月13日第32期《电子报》刊载完毕，欢迎读者踊跃参加。参加的读者务请在9月5日前，将所有试题按编号回答好后，寄往本报编辑部，或E－mail至dzb12@netdzb.com。我们将评出一、二、三等奖若干名，分别奖以奖金、PIC开发器、书刊等(详情见今年《电子报》第8期第十一版)。

　10 复位
　　复位是单片机的初始化操作。其主要功能是把程序计数器PCL初始化为000H，可使16F84单片机从000H单元开始执行程序。
　　PIC16F84单片机有下列几种不同的复位方式。
　　(1)芯片上电复位POR。
　　(2)正常工作状态下通过外部MCLR引脚加低电平复位。
　　(3)在省电休眠状态下通过外部MCLR引脚加低电平复位。
　　(4)监视定时器WDT超时溢出复位。
　　PIC16F84单片机片内集成有“上电复位”POR电路，对于一般应用，只要把MCLR引脚接高电位即可。
　　在正常工作或休眠状态下用MCLR复位，只需在MCLR引脚上加一按键瞬间接地即可。
　　单片机16F84复位操作，对其它一些寄存器会有影响，如表1所示。

　　11监视定时器WDT
　　单片机系统常用于工业控制，在操作现场通常会有各种干扰，可能会使执行程序弹飞到一种死循环，从而导致整个单片机控制系统瘫痪。如果操作者在场，就可进行人工复位，摆脱死循环。但操作者不能一直监视着系统，即使监视着系统，也往往是引起不良后果之后才进行人工复位。由于PIC16F84单片机中具有程序运行自动监视系统，即监视定时器WDT(Watch Dog Time)，直译为“看门狗”定时器。这好比是主人养了一条狗，主人在正常干活时总不忘每隔一段时间就给狗喂食，狗就保持安静，不影响主人干活。如果主人打嗑睡，不干活了，到一定时间，狗饿了，发现主人还没有给它吃东西，就会大叫起来，把主人唤醒。由此可见，WDT有如下特性：
　　(1)本身能独立工作，基本上不依赖CPU。
　　(2)CPU在一个固定的时间间隔中和WDT打一次交通(如使其清零，即喂一次狗)，以表明系统目前工作正常。
　　(3)当CPU落入死循环后，能被WDT及时发觉(如WDT计数溢出)，并使系统复位。
　　PIC16F84单片机内的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OSC1/CLKIN(引脚{16})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PIC16F84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，可激活(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，在固化编程时，可关闭这个功能。附图是监视定时器的结构框图。表2是与WDT有关的寄存器。
　　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OPT/ON寄存器把预分频器配置给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。
　　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(即喂一次“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CLR WDT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。　　

成都　卫东

　　知识竞赛试题：
　　24简述PIC单片机中看门狗WDT的作用和功能。

12 E2PROM的使用方法
　　在PIC16F84单片机中，除了可直接寻址的由SRAM构成的数据存储器外，还另有可电擦、电写的E2PROM数据存储器。该E2PROM共有64字节，其地址为00～3FH单元。由于E2PROM具有在线改写，并在掉电后仍能保持数据的特点，可为用户的特殊应用提供方便。16F84的E2PROM在正常操作时的整个VDD工作电压范围内是可读写的，典型情况下可重写100万次，数据保存期大于40年。
　　PIC16F84单片机的E2PROM并未映象在寄存器组空间中，所以它们不能像SRAM通用寄存器那样用指令直接寻址访问，而需要通过专用寄存器进行间接寻址操作。因此，在16F84单片机中增加了以下四个专用寄存器，即EECON1、EECON2、EEDATA、EEADR，专门用于片内对E2PROM的操作。该专用寄存器中，EEDATA存放8位读/写数据，EEADR存放正在被访问的E2PROM存储单元的地址。
　　EECON1是只有低五位的控制寄存器，其高三位不存在，读作“0”。具体见下表。
　　D7　D6　D5　D4　 D3　 D2　D1 D0
　　－　－　－ EEIF WRERR WREN WR RD
　　控制位RD和WR分别用于读写操作的启动，这两位可以由软件置1，以启动读、写操作，但不能用软件清零，原因是防止不恰当的软件操作会使写入失败。当读写操作完成后由硬件自动清零，表示此刻未对E2PROM进行读写操作。当WREN位被置1时，允许进行写操作，而在上电时该位被清零。在正常操作时，一旦有MCLR或WDT复位，WRERR位就置1，表示写操作被中止。当写操作完成时，EEIF被置1(需由软件清零)；当写操作未完成或尚未启动时，EEIF为“0”。
　　EECON2仅是一个逻辑上的寄存器，而不是一个物理上存在的寄存器，读出时将总是为零。它只在写操作时起作用。
　　(1)E2PROM的读操作
　　为进行一次E2PROM读操作，需执行如下步骤：
　　1)将E2PROM的单元地址放入EEADR。2)置RD(EECON的D0位)=1。3)读取EEDATA寄存器。
　　程序段举例，读取25H处的E2PROM存储器数据：
　　…
　　BCF 　 STATUS，RP0 ；选Bank0
　　MOVLW 25H
　　MOVWF EEADR 　；地址25H→EEADR
　　BSF 　 STATUS，RP0 ；选Bank1
　　BSF EECON1，RD ；启动读操作
　　BCF STATUS，RP0 ；选Bank0
　　MOVF EEDATA，W ；将E2PROM数据
　　　　　　　　…　　；读入W寄存器
　　(2)E2PROM的写操作
　　要进行一次E2PROM写操作，需执行如下步骤：
　　1)将E2PROM单元地址放入EEADR；2)将写入数据放入EEDATA；3)执行一段控制程序段。
　　例如：将数据99H写入E2PROM的25H单元，需执行下列程序：
　　　　　　　…
　　BCF 　 STATUS，RP0 ；送Bank0
　　MOVLW 25H
　　MOVWF EEADR　　　；地址→EEADR
　　MOVLW 99H
　　MOVWF EEDATA　　；写入数据→EEDATA
　　BSF 　 STATUS，RP0　；选Bank1
　　BSF 　 EECON1，WREN；写操作功能允许
　　1 BCF 　 INTCON，GIE　；关闭总中断
　　2 MOVLW 0x55
　　3 MOVWF EECON2
　　4 MOVLW 0xAA
　　5 MOVWF EECON2 ；操作EECON2
　　6 BSF　 EECON1，WR；启动写操作
　　7 BSF 　 INTCON，GIE ；开放总中断
　　　　…
　　注意：上列程序中的2～6条各语句必须严格执行，否则不能启动E2PROM的写操作。而1～7条则是我们建议用户执行的操作，即在E2PROM写操作序列步骤中要关闭所有中断，以免这个序列被中断打断。
　　另外，WREN(EECON1的D2位)是用来保证E2PROM不会被意外写入而设置的，所以，在平时，用户程序应保持WREN=0以禁止写操作。只有当需对E2PROM写入时才置WREN=1，并在写入完成后将其恢复为0。用户只有置WREN=1后才能置WREN=1启动写操作。上电复位后WREN位自动清零。
　　E2PROM写操作约需10ms的时间才能完成。用户程序可通过查询WR位的状态(当WR=0时表示操作已完成)，或者用E2PROM写入完成中断来判断E2PROM写操作是否完成。如要使用中断，应先置EEIF(INTCON的D6)为1，以开中断。E2PROM写完成要中断标志位EEIF，只能用软件清零。

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