PIC16C5X硬件结构 第五节 数据存储器

    PIC16C5X把数据存储器RAM都当作寄存器来使用以使寻址简单明洁，它们功能上可分为操作寄存器、I/O寄存器、通用寄存器和特殊功用寄存器。它们的组织结构如图1.4所示：这些寄存器用代号F0～F79来表示。F0～F4是操作寄存器，F5－F7是I /O寄存器，其余为通用寄存器。特殊功用寄存器地址对用户不透明。

§1.5.1　操作寄存器

    1、F0　间址寄存器
    寻址F0实际上意味着间址寻址。实际地址为寄存器选择寄存器F4的内容。

    2、F1　实时时钟/计数寄存器（RTCC）
    此寄存器是一个8位计数器。和其他寄存器一样可由程序进行读写操作。它用于对外加在RTCC引脚上的脉冲计数，或对内部时钟计数（起定时器作用）。

图1.5　RTCC　方块图

    上图中可看出RTCC工作状态由OPTION寄存器控制（参见§1.5.4），其中OPTION寄存器的RTS位用来选择RTCC的计数信号源，当RTS为"1"时，信号源为内部时钟，RTS为"0"时，信号源为来自RTCC引脚的外部信号。OPTION寄存器的PSA位控制预分频器（Prescaler）分配对象，当PSA位为"1"，8位可编程预分配给RTCC，即外部或内部信号经过预分频器分频后再输出给RTCC。预分频器的分频比率由OPTION内的PS0～PS2决定。这时涉及写f1（RTCC）寄存器的指令均同时将预分频器清零。但要注意OPTION寄存器内容仍保持不变，即分配对象、分频比率等均不变。OPTION的RTE位用于选择外部计数脉冲触发沿。当RTE为"1"时为下降沿触发，为"0"时为上升沿触发。
    RTCC计数器采用递增方式计数，当计数至FFH时，在下一个计数发生后，将自动复零，重新开始计数，以此一直循环下去。RTCC对其输入脉冲信号的响应延迟时间为2个机器周期，不论输入脉冲是内部时钟、外部信号或是预分频器的输出。响应时序见图1.6。
    RTCC对外部信号的采样周期为2个振荡周期。因此当不用预分频器时，外加在RTCC引脚上的脉冲宽度不得小于2个振荡周期，即1/2指令周期。同理，当使用预分频器时，预分频器的输出脉冲周期不得小于指令周期，因此预分频器最大输入频率可达N.fosc/4，N为预分频器的分频比，但不得大于50MHZ。
    当RTCC使用内部时钟信号时，如果没有预分频器，则RTCC值随指令节拍增1。 当一个值写入RTCC时，接下来的二个指令节拍RTCC的值不会改变，从第三个指令节拍才开始递增，见下图。

 

图1.6A RTCC时序图:内部时钟/无预分频器

图1.6B RTCC时序图:内部时钟/预分频比1:2

    应注意的是尽管PIC对外部加于RTCC信号端上的信号宽度没有很严格的要求，但是如果高电平或低电平的维持时间太短，也有可能使RTCC检测不到这个信号。一般要求信号宽度要大于是10nS。

    3、F2　程序计数器（PC）
    程序计数器PC可寻址最多2K的程序存储器。表1.3列出了PIC16C5X各种型号的PC长度和堆栈的长度。

表1.3 PC及堆栈的宽度

    4、F3　状态寄存器（STATUS）
    如图1.7所示F3包含了ALU的算术状态、RESET状态、程序存储器页面地址等。F3中除PD和TO两位外，其他的位都可由指令来设置或清零。注意，当你执行一条欲改变F3 寄存器的指令后，F3中的情况可能出乎你的意料。

    判断RESET从何处引起有时是很必要的。例如在对系统初始化时，经常需判断这次复位是否是上电引起的。如果不是上电复位，则不再进行初始化。

    页面选择位PA1、PA0的作用前面已描述过，RESET时清PA0-PA2位为零，所以复位后程序区页面自动选择在0页。

    5、F4 寄存器选择寄存器（FSR）
    a、 PIC16C52/54/55/56
    F4的0－4位在间接寻址中用来选择32个数据寄存器。5－7位为只读位，并恒为1。请参考F0寄存器描述。
    b、PIC16C57/58
    FSR<6:5>位用来选择当前数据寄存器体（Bank）。PIC16C57有80个数据寄存器，如图1.4所示。80个寄存器分为4个体（Bank0～Bank3），每个体的低16个寄存器的物理位置是相同的（参考§1.5.3通用寄存器的描述）。当FSR的第4位为"1"时，则要根据FSR<6:5>位来选择某个寄存器体中的某一个高16的寄存器。

表1.6 寄存器体高16寄存器地址

    3、预设倍数/RTCC选择寄存器（OPTION）
    OPTION可用于：
        a、定义预分频器的预分频参数。
        b、分配预分频器（Prescaler）给RTCC或WDT。注意预分频器只能分配给RTCC或WDT其中之一使用，不能同时分配。
        c、定义RTCC的信号源。
        d、定义RTCC信号源的触发沿（上升沿触发或下降沿触发）。
    图1.8显示了OPTION各位的意义。
    当预分频器分配给RTCC后，所有写RTCC寄存器的指令如CLRF 1、MOVWF 1等都会清除预分频器。同理，分配给WDT时，诸如CLRWDT和SLEEP指令将清除预分频器里已有的值使其归零。
通过执行"OPTION"指令可将W值置入OPTIOW寄存器，RESET后OPTION被置成全"1"。
    例：MOVLW 07H ；W=7
    OPTION ；7→OPTION ；预分频器(1:256)分配给RTCC。RTCC信号源为内 部指令时钟周期。