高手讲解PIC单片机：从管脚到指令，一看就懂

单片机入门不难，这是几年前的一篇老文章，讲得通俗易懂，分享给初学者。

这个8条腿的小螃蟹就是我们的第一顿饭，只要把它吃下去，以后的大餐就好办了。

第1、8条腿接电源 +5V 和 地线。头两条腿是螃蟹钳子，好吃的很。 现在剩下了 6 条腿

第2、3条腿 使用时外接一个晶振的东西 我们接一个 4 MHz的。

第4条腿是复位脚，是一个信号输入脚。单片机正常运行时接高电平。当有一个低电平脉冲输入到这个脚时单片机就复位。所谓复位就是单片机内部所有的工作部件统统回到规定的状态，程序也复位到头一句上开始逐条运行。例如，你设计的一个报警锁定的 LED红灯亮后，当需要解除报警时，用一个按钮给这个脚瞬时接地一下，相当于给它一个夫脉冲，系统就复位了，led灯就熄灭了，程序从头开始。

以上5个脚，几乎所有单片机都有，包括世界上最复杂的，和世界比较简单的单片机-----PIC12CE519

轮到第几条腿啦?奥，是第5条腿，这条叫单片机的 I/O 脚。就是输入输出脚。你可通过程序动态地控制它作为输入或输出，作为输出时可以程序控制它的输出电平为高1或低0。所以，他的工作状态有四种：输入0，输入1，输出0，输出1，剩下的两条腿和第5脚功能一个样。

上边我们已经把8条腿消化掉了，其实我们要弄明白的也就3只腿，我们再简单一些，先整明白两条腿，即GP0,GP1.这两条腿低级一点的用法，可以控制继电器，LED灯，高级一些的用法可以进行I2C总线，RS232总线的通信，作为扩展输入可以模拟出来A/D转换器(6--7bit)，可以测量一个电阻的粗略值。作为输出也可以直接推动扬声器奏出音乐。这是后话暂且不提。

现在要控制使用这两只腿，我这个三脚猫功夫的说书的不得不讲一下软件了，要想讲明白软件又不得不涉及到单片机的内部结构。那位说啦，你可别提这软件和结构了，以前俺就是让它们打败的，现在听到这个心里就打鼓。嘿嘿，不要紧，果真如你所说，那你就不妨跟着我再失败一次， 反正吗多一次失败又不纳税，嘿嘿。不过你也要有思想准备，彻底弄明白是个渐进的过程。

要说这程序和单片机内部结构，还真是老大难，不过蟹黄蟹肉可都在里面。我现在要是给你说PIC单片机是哈佛结构的，51系列是冯-诺伊曼结构的，恐怕你要立马走人了。所以我得用点心思不让你溜号。

好在PIC系列的制造商(microchip 微芯公司 美国)理解我等苦衷，全部只有35条指令，而且有一些指令我们一般很少使用，常用的也就十几句，用的时候查手册，无需记忆。就算我们两天学习一句，也就两三个月时间，总比到老了还怕它们强啊。废话少说先看下面的两个例语：

my_name006: movlw 02h '常数2进入w

movwf GPIO 'W 的数进入 寄存器GPIO

这就是我们编的程序里的两个句子，也叫源程序。有以下特点

每行只能写一句话

每句话由四部分组成：

标号： 操作指令 操作数 '程序注释

第一部分 my_name006: 叫做标号，它是由字母或数字组成，由冒号结束。标号可有可无，比如第二句就没有标号。

第二部分movlw 叫做操作指令。它是必须有的，不能省略。PIC 系列的单片机共有 35 条指令。

第三部分02h 叫做操作数。有的指令没有操作数或者操作数是默认的，也不用写。

第四部分是程序注释，必须以单引号开头，主要作用是提醒和备忘。注释也是可有可无。

第二个例句中，省略了标号，当然注释也可以省略。他的指令是movwf， 操作数是GPIO。操作数不一定是数字，也可能是一个由字母组成的字符串。

知道了语句格式以后，我们下面就学习一些常用语句。我们先把这两个例句弄清楚。

这两句话的作用是把 2 这个常数写入到 GPIO 这个寄存器里。

单片机里有一些部件需要我们使用和操作，都是通过读写寄存器来实现的。每个部件都对应有操控它的寄存器，例如我们要控制使用的管脚GP0,GP1 这两个管脚对应的寄存器就叫做GPIO。对GPIO寄存器读操作，实际等效察看管脚电平的高低;对GPIO寄存器相应的位写1操作，实际等校让管脚输出高电平。写0，输出低电平。

每个寄存器可以储存一个八位的二进制数。这八个位的每个位都有名称，从左向右的名称是：

左端第首位名称叫D7,

左端第二位名称叫D6,

左端第三位名称叫D5,

左端第四位名称叫D4,

左端第五位名称叫D3,

左端第六位名称叫D2,

左端第七位名称叫D1,

最后一位叫D0,

而每一个位对应一个管脚的电平，例如当GPIO寄存器的D0位等于1时表示管脚GP0 的电平是高电平。D0位等于0时表示管脚GP0 的电平是低电平。常数2的八位二进制表示是“00000010” 所以，GPIO寄存器存放的8位2进制数的每个位的值以及管脚电平是：

D7对 应于内部总线管脚的电平 D7=0 内部总线管脚输出低电平

D6对应于内部总线管脚的电平 D6=0 内部总线管脚输出低电平

D5对应于GP5 管脚的电平 D5=0 GP5 管脚输出低电平

D4对应于GP4 管脚的电平 D4=0 GP4 管脚输出低电平

D3对应于GP3 管脚的电平 D3=0 GP3 管脚输出低电平

D2对应于GP2 管脚的电平 D2=0 GP2 管脚输出低电平

D1对应于GP1 管脚的电平 D1=1 GP1 管脚输出低电平

D0对应于GP0 管脚的电平 D0=0 GP0 管脚输出低电平

GP0---GP5管脚我们可以从上一讲的图1硬件中查出所对应的管脚。d7 d6 对应的内部时钟和数据总线我们现在暂且不要管它。以后本事大了在调教它们。在我们的例句中，向GPIO寄存器写入了2，常数2的八位二进制表示是“00000010” 因此如果此时GP0, Gp1等都已经被定义成输出的话，那么GP1输出高电平(接LED灯亮)，GP0 输出低电平(所接led灯熄) 。

截止到现在，你已经学会如何控制管脚的电平高低了。尽管还有一些疑问，比如怎样定义管脚为输出脚(以后会说)，我得说如果事先gp1,gp0这两个管脚处于输入状态，这两个例句无效，是控制不了电平的。

无论如何，这一会儿，你就学会了两个指令，35条我看也没啥难的。单片机的入门就是这么简单。

51、AVR、PIC、MSP430等单片机的复位电路详解

51单片机复位电路

复位是使CPU和系统中其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。

80C51复位结构如上图所示，此处的复位引脚只是单纯地称为RST而不是RST/VPD，因为CHMOS型单片机的备用电源也是由VCC引脚提供的。

无论是HMOS型还是CHMOS型的单片机，在振荡器正在运行的情况下，复位是靠在RST/VPD引脚加持续2个机器周期（即24个振荡周期）的高电平来实现的。在RST引脚出现高电平后的第二个周期执行内部复位，以后每个周期重复一次，直至RST端变低电平。

51单片机复位电路及复位操作

单片机的复位有上电复位和按钮手动复位两种。如下图2所示为上电复位电路，图（b）所示为上电按键复位电路。

上电复位是利用电容充电来实现的，即上电瞬间RST端的电位与VCC相同，随着充电电流的减少，RST的电位逐渐下降。图2 (a)中的R是施密特触发器输入端的一

个10K?下拉电阻，时间常数为10×10-6×10×103=100ms。只要VCC的上升时间不超过1ms，振荡器建立时间不超过10ms，这个时间常数足以保证完成复位操作。上电复位所需的最短时间是振荡周期建立时间加上2个机器周期时间，在这个时间内RST的电平应维持高于施密特触发器的下阈值。

上电按键复位2（b）所示。当按下复位按键时，RST端产生高电平，使单片机复位。

在复位有效期间（即高电平），80C51单片机的ALE引脚和PSEN引脚均为高电平，且内部RAM不受复位的影响。

AVR单片机复位电路

Mega16已经内置了上电复位设计。并且在熔丝位里，可以控制复位时的额外时间，故AVR 外部的复位线路在上电时，可以设计得很简单：直接拉一只10K的电阻到VCC即可(R0)。为了可靠，再加上一只0.1uF的电容(C0)以消除干扰、杂波。D3(1N4148)的作用有两个：作用一是将复位输入的最高电压钳在Vcc+0.5V 左右，另一作用是系统断电时，将R0(10K)电阻短路，让C0快速放电，让下一次来电时，能产生有效的复位。当AVR在工作时，按下S0开关时，复位脚变成低电平，触发AVR芯片复位。

重要说明：实际应用时，如果你不需要复位按钮，复位脚可以不接任何的零件，AVR芯片也能稳定工作。即这部分不需要任何的外围零件。

PIC单片机复位电路

当PIC16F87X系列单片机使用低频振荡方式时，单片机的外接引脚MCLR连接如图所示中（a）和（b）所示。

其中，MCLR引脚的漏电流最大值为5μA，电阻R取值应小于40kΩ，以保证其压降不大于0.2V；R1用作限流电阻，取值1.0Ω，用于保护MCLR引脚内部电路。

PIC单片机复位电路

二极管D使电容C能够在电源掉电时快速放电。电容C的充电过程对于我们有用，而放电过程不仅无用，而且在一次掉电之后，C还有积累电荷时，如果再次上电，就会造成RC延时电路失去延时作用，从而不能可靠复位。

MSP430单片机复位电路

只要电源接通，那么这个电容就会“逐渐充满电”，这个过程必须要有，正是这个过程保证了CPU正确地“RESET”。

当电容充满电之后我们把电源开关断开了，这个电容中的电“何去何从”呢?VCC和GND之间接了N多的器件，所有的器件都对它说：“把你那点电给我吧，我还能坚持一下。”电容说：“给你们没问题，可是我他娘脑袋上有个电阻挡我的财路，你们先别急，我慢慢把电放给你们。”

当电容刚刚要把电通过那个上拉电阻放出来，电源开关突然又接通了。CPU开始冲电容吼：“孙子!你Y的那个充电过程怎么没啦?我还要复位呢!”电容不干了：“废话，我上次充的电还没放呢这他妈电源又通啦!”CPU急了：“那我怎么办?我得复位啊!”电容眼珠一翻：“管你Y怎么办，死去吧你!”

如果有了这个二极管就可以快速将电容上的电压释放，保证复位信号正确无误。这个才是该二极管起到的真正作用。

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