具有8個13位寬度的硬件堆棧。堆?？臻g它既不是程序存儲器的一部分，也不是數(shù)據(jù)存儲器的一個部分，堆棧的指針是不可讀／寫的。當執(zhí)行CALL指令或中斷被響應(yīng)時，整個13位的PC被壓入堆棧。在執(zhí)行RETURN，RETLW，RETFIE等指令時，堆棧被彈出。PUSH（壓入）和POP（彈出）不影響PCLATH。

堆棧是作為循環(huán)緩沖器。當堆棧被壓入38次后，第9次壓入將占據(jù)第一次壓入的位置，第十次壓入將占據(jù)第二次壓入的位置，等等。同樣當堆棧彈出第9次時，與第一次彈出是一樣的。注意，沒有狀態(tài)位來 指明堆棧上溢式下溢的條件。沒有PUSH，POP指令助記符，但CALL，R ETURN，RETLW，RETFIE等指令的執(zhí)行或中斷發(fā)生，將實際發(fā)生壓棧退棧。

4－2程序存儲器的頁

PIC16C84具有1K的程序存儲器，CALL，GOTO指令只有11位的地址范圍，這11位的地址范圍允許分支在2K程序存儲器頁大小的范圍。

為將來PIC16C8X程序存儲器的擴展，必須由另外兩位來說明程序 存儲器的頁。這些頁位來自于PCLATH＜4：3＞。當執(zhí)行CALL、GOTO指令時，用戶必須確保這些頁位的編程等指向要求的程序存儲器的頁。

如果執(zhí)行CALL指令，整個13位被壓入堆棧。所以對于返回指令不要求 對PCLATH＜4：3＞位的管理。因為PC的值將會由退棧而獲得。注意：PIC16C84忽略了PCLATH＜4：3＞位，這些位用于程序存儲頁1，2，3（0800H－1FFFH），不可以把PIC16C84的PCLATH＜4：3＞位用作通用讀／寫位，這會影響將來產(chǎn)品的向上兼容。

4－3間接尋址，INDF和FSR的作用

INDF寄存器不是物理寄存器，只是被用來與FSR寄存器連接以執(zhí)行間接尋址。

使用INDF寄存器，就可以實現(xiàn)間接尋址。

使用INDF寄存器的任何指令，實際尋址數(shù)據(jù)是由文件選擇寄存器（FSR）所決定的。讀INDF自身（FSR＝0），將產(chǎn)生00H。向INDF寫，結(jié)果無操作（顯然可以提供狀態(tài)位）。8位FSR寄存器同狀態(tài)寄存器STATUS＜7＞（IRP）組合可以得到9位地址。

然而PIC16C84是不用IRP的。使用下面的例程序，通過間接尋址清零。2OH～2FH單位。

MOVLW 20H ；初始化RAM的指針

MOVF FSR ；到FSR

NEXT CLRF INDF ；通過間接尋址清0，由FSR的內(nèi)容所指問的寄存器。

INCF FSR ；（FSR）＋1→FSR

BIFSS FSR，4；當FSR的第4位為1跳過下一條指令

GOTO NEXT ；否則入。

五 I／O端口

PIC16C84具有兩個I／O端口，PORTA，PORTB。某些端口的引腳用來與另外一些功能復(fù)用。

5－1 PORTA和TRISA寄存器

PIC16C84的 PORTH是5位寬度的鎖存器。RA4是施密特觸發(fā)器輸入，一個集電極開路輸出。端口A的所有其它的引腳為TTL電平輸入，含CMOS輸出驅(qū)動。所有引腳有數(shù)據(jù)方向位（TRISA寄存器），可通過TRI SA來配置PORTA的引腳是輸入式輸出。設(shè)置TRISA的某位為1，則對應(yīng)的 PORTA的位為輸入，若設(shè)置為0，對應(yīng)的PORTA的某位為輸出。

讀PORTA寄存器，讀入引腳的狀態(tài)，向PORTA寫入，則寫到PORTA的鎖存器。所有的寫操作都是讀－－修改－－寫操作。當向端口寫時，它首先讀端口引腳，然后修改其位，再寫入端口的數(shù)據(jù)鎖存器。下面這段程序是對端口A的初始化：

CLRF PORTA；初始化端口A

BSF STATUS，RPO；選擇1塊

MovLW CFH ；用于初始化數(shù)據(jù)方向的值

MOVWF TRISA；設(shè)置RA＜3：0＞為輸入；RA＜5：4＞為輸出 ；＜ 7：6＞總是為0（無用）

RA4是為TMRO的時鐘輸入復(fù)用。即如果這一位用作TMRO的時鐘輸入，則端口A就不能用RA4。

5－2 PROTB和TRISB寄存器

PORTB是8位寬度的雙向端口。相應(yīng)的數(shù)據(jù)由TRISB決定，方法用端口A。

端口B的每一個引腳都具有內(nèi)部弱的上拉電阻。通過一個控制位可以打開所有上拉電阻。這可通過對OPTION＜7＞RBPU位的置1，清0來控制。當端口引腳配置成輸出時，內(nèi)部弱上拉電阻被自動關(guān)閉。上位是 端口需要的。PORTB的4個引腳RBT～RB4具有信號改變中斷的功能，只要將這幾個引腳配置為輸入，就可能引起中斷的發(fā)生。在輸入方式下，引腳的位與最后一次讀PORTB的值進行比較，這四個引腳中有任何一個或多個不相同，產(chǎn)生RBIF中端（置INTCON＜0＞）。這個中斷可能將 器件由SLEEP狀態(tài)下喚醒。用戶在中斷服務(wù)程序中可以用這樣的兩個方法之一來清除中斷。①通過清0RBIE（INT CON＜3＞位）關(guān)閉中斷，② 讀端口B，則清0 RBIF位。

不相等的條件將繼續(xù)配置1RBIF位為止。讀PORTB將結(jié)束不相等條件，并允許RBIF被清0。這一特征為軟件可配置上拉一起允許用戶非常容易的使用PORTB作為鍵盤輸入的接口。也就可以通過按鍵來喚醒系統(tǒng)。

注意：如果正在執(zhí)行斂僮鰨琁／O引腳改變了信號，RBIF中斷標志不可能被置成1。

建議用改變信號中斷作為按鍵喚醒操作，PORTB只不用改變信號中斷，建議不要用查詢方式。圖4－7是用端口作鍵盤接口的原理圖其R1為ESD保護而新選擇的電阻。使用此接口時，通過軟件選擇保持內(nèi)部上拉，即RB4～RB7為高，設(shè)置為輸入方式。RB0～RB3輸出。任何鍵被按下，RB4～RB7的某一根線將改變從而產(chǎn)生中斷。這個中斷可以喚醒芯片，用這種方法可以節(jié)省計時器資源。

16個鍵

RB4 100

RB5

RB6

RB7

RB0

RB1

RB2

BR3

Rf

圖4－7利用端口B的鍵盤接口圖。

5－3 I／O編程的考慮

任何對端口的寫操作，在內(nèi)部都是讀－修改－寫。例如BCF，BSF 指令，先將寄存器讀入CPU，執(zhí)行位操作，將結(jié)果寫回寄存器。例如對 PORTB執(zhí)行BSF操作，首先將PORTB的8位讀入CPU，在Bit5上進行BSF操 作，將這一位置1，將PORTB寫回輸出鎖存器，如果這個時候PORTB的bit0用作輸入引腳，則先將PORTB讀入CPU，然后進行有關(guān)操作，結(jié)果寫回PORTB的鎖存器，并復(fù)蓋了先前的內(nèi)容，如果bit0一直保持在輸入方式，這一操作是沒有問題，但如果bit0在銷后又改變成輸出方式，數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容是未知的。

實際寫I／O端口發(fā)生在一個指令周期的結(jié)束，而讀一個I／O端口，其有效的數(shù)據(jù)必須在指令周期的開始就出現(xiàn)。因此，對一個I／O通道相斷執(zhí)行讀，寫操作，要考慮數(shù)據(jù)的可靠性。為此，應(yīng)在這兩條指令之間加入一條NOP指令就可以保證數(shù)據(jù)的可靠性。

六、計時器。

（TMRO）模式 TMRO計時／計數(shù)器模式具有如下特點：

·8位計時計數(shù)器

·可讀，可寫

·8位軟件可編程的預(yù)分配器

·從FFH到00H產(chǎn)生溢出中斷

·具有外部時鐘的邊沿選擇

TMRO模式的簡單框圖與PIC16C6X系列相同。它可以經(jīng)過清0 TOCs 位（即TION＜5＞）來選擇計時器方式。在計時器方式，TMRO模式對每個指令周期加1（沒有預(yù)分頻器），如果對TMRO寫操作，則計時器為加 （操作后兩個周期被禁止。）

量TOCS為1（OPTION＜5＞）選擇TMRO為計數(shù)器方式。這種方式下 TMRO將對RA4／TOCK1引腳上出現(xiàn)的上跳變或下跳變加1。清0TOSE（OPTION＜4＞）選擇上跳變否則為下跳變。有關(guān)預(yù)分頻器的使用與PIC16C6X系列相同。當TMRO在計時／計數(shù)器方式下其值由FFH到00H時產(chǎn)生溢出中斷，這個溢出中斷將置TOIF位為1。此中斷可以TOIE位為0來屏蔽。要能再次產(chǎn)生中斷，必須在中斷服務(wù)程序中，通過軟件使TOIF清0，TMRO中斷不可以用來喚醒芯片。因為在SLEEP狀態(tài)下，計時器是關(guān)閉的。

如何使用TMRO的外部時鐘，外部時鐘的同步問題，預(yù)分頻器的使用等，參看PIC16C6X系列關(guān)于TMRO的技術(shù)性能。

七、數(shù)據(jù)EEPROM存儲器

數(shù)據(jù)EEPROM存儲器在滿電源電壓（VDD）時，正常操作期間是可讀，可寫的，這部分存儲器不能直接映象到寄存器文件空間，只有通過專用功能寄存器經(jīng)間接尋址來訪問，有四個SFR用于讀、寫這些存儲器，這些寄存器是EECON1；EECON2；EEDATA；EEDAR。

其中EEDATA用來保持8位的讀／寫數(shù)據(jù)。EEADR用來保持正在訪問 的EEPROM單元的地址。PIC16C84具有64個字節(jié)的EEPROM，其單元的地 址范圍是00H－3FH。

EEPROM允許一次讀／寫一個字節(jié)。一個字節(jié)的寫入將自動擦除該單元，寫入新的內(nèi)容（在寫入之前擦除）。EEPROM數(shù)據(jù)存儲器是高 速率的擦／寫周期，寫入時間正常為10ms，由芯片的計時器控制。實 際寫入時間與所加電壓，溫度，芯片等有關(guān)。嚴格的時間請參看芯片的AC說明。當器件是在代碼保護時，只有CPU可以完成數(shù)據(jù)存儲器的讀 ／寫。即器件的編程器的不再訪問存儲器（外部讀／寫被關(guān)閉）。

6 連接的考慮

因為模擬輸入用了ESD保護，它們有反偏二極管連到VDD和VSS。這就要求模擬輸入電壓應(yīng)在VDD和VSS之間。

如果模擬輸入電壓超過了最大值的0．6V以上的范圍，二極管可能變?yōu)檎驅(qū)?，如果輸入電流超過了說明書上的規(guī)定，它可能破壞器件。有些時候把外部的RC濾波器加在輸入信號上。要求選用的電阻R要保證總的信號源電阻不超過10K，任何在模擬信號上的其它的附加元件均應(yīng)有非常小的漏電流。

7．變換功能

理論上A／D變換器的變換功能如下。

當模擬輸入信號電壓是1位L sb的電壓時（或是VREF／256）第一次變換就發(fā)生。

8 A／D變換工作的流程圖

表2－4 PIC16C74／73的A／D變換所涉及的寄存器

地址 名稱 bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit 2 bit1 bit0

0B／8B INTCON GIE PEIE

0C PIR1 ADIF

8C PIE1 ADIE

0D PIR2 CCP2IF

8D PIE2 CCP2IE

1F ADCON0 ADCS1 ADCS0 CHS2 CHS1 CHS0 GO／DONE ADON

9F ADCON1 PCFG2 PCFG1 PCFG0

除上述所例寄存器外，還有ADRES（地址1EH）用于存放A／D變換 的結(jié)果。PORTA（地址 05H）用于輸入多路模擬信號，TRISA（地址85 H）用于設(shè)置PORTA的I／O方式，PORTE（地址09H）用于輸入多路模擬信號，TRISE（地址89H）用于設(shè)置PORTE的I／O方式。

表2－5 PIC16C71的A／D變換所涉及的寄存器

地址 名稱 bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit 2 bit1 bit0

0B／8B INTCON GIE ADIE

08 AOCON0 ADCS1 ADCS0 CHS1 CHS0 GO ／DONE ADIF ADON

88 ADCON1 PCFG1 PCFG0

此外還涉及ADRES（地址09H），PORTA，TRISA等。。

U U U U U U U U U R／P R／P R／P R ／P R／P

－ － － － － － － － － CP PWRTE WDTE FOSC 1 FOSC0 bit 13 bit0

圖4－10 PIC16C84的配置寄存器

7－3 寫EEPROM數(shù)據(jù)存儲器

與寫EEPROM的數(shù)據(jù)單元、用戶必須首先寫地址到EEADR寄存器，再送數(shù)據(jù)到EEDATA，最后用戶必須跟著一個專門的序列起動寫。例如：下面這段程序是寫EEPROM的程序。 ? ? BSF STATUS， RPO ；選擇1塊

BCF INTCON，GIE ；關(guān)閉所有INT中斷

MOVLW 55H ；

MOVWF EECON2 ；寫55H

MOVLW AAH；

MOVWF EECON2；寫AAH

BSF EECON1，WR；置WR位為1，開始寫

BSF INTCON，GIE；允許INT中斷。

如果這個程序（即先寫55H 到EECON2，再寫AAH到EECON2，然后置 WK＝1）未跟有嚴格的時間，寫將不能啟動。我們建議在執(zhí)行這幾條指令期間關(guān)閉中斷。

此外，EECON1中的WREN位必須選置成1，允許寫。這樣的機構(gòu)防止 了因錯誤指令的執(zhí)行而寫數(shù)據(jù)EEPROM。用戶在所有的時間應(yīng)保持WREN位為0，除了當要熱修改EEPROM以外。

寫序列開始以后，清0WREN位不影響這次寫周期。從開始設(shè)置，直到WREN＝1為止WR位將被禁止。當完成了寫周期以后，WR位由硬件清0 。寫完成中斷標志EEIF被置1，EEIF必須由軟件將其清0。注意數(shù)據(jù)EEPROM存儲器E／W周期可能偶然超過10ms，為確保寫周期的完成，用戶使用的EE中斷或查詢WR位（EECON1＜1＞）。這兩個均可用來判斷寫周 期的完成。

除了上述提到的防止錯誤的寫數(shù)據(jù)EEPROM外，在電源剛加電期 間的72ms內(nèi)也防止寫EEPROM數(shù)據(jù)存儲器。

八 CPU專門的特征

微控制器為其它處理器的區(qū)別是有專門的電路，這些電路涉及實時應(yīng)用的需要。PIC16C84具有最大的系統(tǒng)可靠性，最低的價格，最少的外部元件，提供了低功能操作模式和代碼保護。

PIC16C84具有看門狗計時器，此計時器只可經(jīng)配置位來關(guān)閉，為了增加其可靠性，關(guān)閉它的RC振蕩器。有兩個計時器提供加電時需要的延時。振蕩器起振計時器（OST）保持芯片在復(fù)位狀態(tài)直到石晶穩(wěn)定為止。另外一個是加電計時器（POWER－UP Timer（PWRT））它提供了 固定的72ms的延時。這樣保證了器件復(fù)位以及電源的可靠供電，用了這兩個計時器，使多數(shù)應(yīng)用不需要外接復(fù)位電路。

SLEEP方式提供了低功耗方式。用戶可經(jīng)外部復(fù)位；看門狗計時器溢出；中斷來喚醒芯片。

8－1配置位

配置位分為可編程的位，讀作0，不可編程的位，讀作1。通過可編程的位來選拔各種配置。這些位映象到程序存儲器的2007H單元。注意地址2007H不等于用戶程序存儲器空間。事實上，它屬于專門的測試 ／配置存儲空間（2000H～3FFH），只有在編程時可以訪問。圖4－10 是配置寄存器的結(jié)構(gòu)（附后）

其中Fosc＜1或0＞為振蕩器選擇位。

11：選RC振蕩器

10：選HS振蕩器

01：選XT振蕩器

00：選CP振蕩器

WDTE是看門狗允許與禁止的選擇位。此位為1，允許看門狗工作。此位為0禁止看門狗工作。

PWRTE是加電計時器允許與禁止的選擇。此位為1，加電計時器允許工作，為0則禁止工作。

CP是代碼保護的選擇，此位為1代碼保護取消，這一位為0，所有程序存儲器的代碼被保護。其余位是不執(zhí)行的。讀作1。

有關(guān)振蕩器的配置，振蕩器的選擇與連接電路與PIC16C6X系列相同。

8－2中斷

PIC16C84具有4個中斷源。即外部中斷RBO／INT引腳上的中斷，TMR0溢出中斷；PORTB改變中斷（RB7：RB4）；EEPRDM寫完成中斷。

中斷控制寄存器（INTCON在其標志位，記錄了每一個中斷請求。它也包括了每個中斷的允許／禁止位。所有中斷的允許／禁止位（IN TCON＜7＞），它就開放所有中斷或禁止所有中斷。從中斷返回指令RETFLE返回時，退出中斷，并置GIE＝1，重新開放所有中斷。 RBO／INT引腳中斷，RB端口改變中斷和TMRO溢出中斷，這些中斷的中斷標志在INTCON寄存器中。

當中斷的響應(yīng)時，GIE位被清0，關(guān)閉任何新的中斷，返回地址被壓入堆棧，用0004H裝入PC。對于外部中斷文件，如RBO／INT引腳或PORTB改變中斷，這類中斷需3到4個指令周期。嚴格的時間，取決于中 斷事件的發(fā)生。一旦在中斷的中斷服務(wù)程序中可以通過查詢中斷標志 位來確定中斷源。中斷的標志位應(yīng)在重新開發(fā)這個中斷之前，經(jīng)軟件 將其清0。

注意：

①每一個中斷的標志位被置位，而與它相應(yīng)的屏蔽位或GIE無關(guān)。

②如果中斷發(fā)生，而全部中的允許位GIE假設(shè)本是清0的，GIE可能被用戶中斷服務(wù)程序的RETFIE指令無意之間連成1。這種事情可能發(fā)生在

a、在中斷被響應(yīng)時，指令清0GIE位。

b、程序分支到中斷向量并執(zhí)行中斷服務(wù)程序。

c、中斷服務(wù)程序執(zhí)行RETFIE指令而完成。這會引起GIE位被置1（允許中斷）。同時程序返回中斷關(guān)閉后的指令（實 際上由于上述原因引起中斷未能關(guān)閉）。為確保GIE清0，應(yīng)有如下一段程序。

l00p BGF INT CON，GIE：關(guān)閉全部中斷

BTFSC INTCON，GIE；全部中斷允許位被關(guān)閉了嗎？

GOTO l00P；沒有返回到l00p，再清0GIE，否則程序繼續(xù)。

1．INT中斷

在RBO／INT上的外部中斷是邊沿觸發(fā)。如果INTEDG位（OPTION ＜6＞）是置1，則上升沿有效，如果INTEDG位被清0，則下降沿有效。當有效跳變出現(xiàn)在RBO／INT引腳上時，INTF位（INTCON＜1＞）被置1。清0INTE控制位（INTCON＜4＞），關(guān)閉這個中斷。INTF在重新允許這個中斷之前應(yīng)由中斷服務(wù)程序中的軟件來清0這一位。在芯片進入SLEEP之前，如果INTE位被置1，則INT中斷發(fā)生后可喚醒芯片。GIE位的狀態(tài)決定了處理器被喚醒后是否分支到中斷向量。

2．TMRO中斷

TMRO溢出（由FFH～00H）將置1 TOIF位（INTCON＜2＞）。這一位 的中斷可以對TOIE（INTCON＜5＞）位置1或清0而開放／關(guān)閉中斷。

3．PORTB中斷

在端口B的7～4位的輸入改變，就置1 RBIF（INTCON＜0＞）位。 這個中斷可以對RBIE（INTCON＜3＞）位置1或清0而開放或關(guān)閉。

注意 ：當正在對RB端口進行讀操作時，RB7～RB4發(fā)生改變，RBIF標志位可 能不被置1。

4．中斷時如何保存W和STATUS寄存器。

中斷時，硬件自動將PC的值壓入堆棧，這叫保存斷點，用戶經(jīng)常希望保存關(guān)鍵的寄存器的內(nèi)容，（如W和STATUS寄存器）。為此，執(zhí)行如下一段程序。

MOVWF W－TEMP ；將W寄存拷貝到W－TEMP寄存器，W－TEMP寄存器 可在1塊或0塊

SWAPF STATUS，W；狀態(tài)寄存器內(nèi)容送入W

BCF STATUS，RPO；選0塊

MOVWF STATUS－TEMP；將狀態(tài)寄存器的內(nèi)容（現(xiàn)在在W中的STATUS－TEMP寄存器中斷服務(wù)程序

SWAPF STATUS－TEMP，W；將STATUS－TEMP送入W（設(shè)置塊到原來 的狀態(tài)）

MOVWF STATUS ；W送入STATUS（恢復(fù)STATUS）

SWAPF W－TEMP，0；W－TEMP送W（恢復(fù)W的內(nèi)容）

在上面這段程序中，W－TEMP寄存器，必須定義在兩個塊中，且要在定在同樣的塊基地址。例如將W－TEMP定義在0塊的20H，同時它也應(yīng)定義在1塊的A0H。寄存器STATUS－TEMP必須定義在0塊。

5．看門狗計時器（WDT）

看門狗計時器實際使用的是在芯片上的RC振蕩器，這不要求任何外部元件。這個RC振蕩器與OSC1／CLKIN引腳上接的RC振蕩器（主振時鐘）是分開的。這樣即使OSC1／CLKIN和OSC2／CLKOUT引腳停振，（例在執(zhí)行SLEEP指令后）WDT仍然能夠工作。在正常工作時，WDT計時器的輸出產(chǎn)生器件的RESET信號。如果器件處于SLEEP狀態(tài)下，WDT計時器的輸出將喚醒器件，使器件繼續(xù)正常的工作。WDT也可以通過編程的配置來關(guān)閉。其內(nèi)容的框圖與PIC16C6X系列相同。

九、PIC16C84單片機的指令系統(tǒng)共有35條指令。與PIC16C6X系列的指令完全相同。