PIC16F877A单片机引脚功能及中文资料介绍

PIC微控制器PIC16F877A是业界最著名的微控制器之一，该微控制器使用起来非常方便，该控制器的编码或编程也更容易。主要优点之一是它可以尽可能多次地写入擦除，因为它使用闪存技术。

PIC16F877A共有40个引脚，其中输入和输出有33个引脚。PIC16F877A用于许多PIC微控制器项目。PIC16F877A在数字电子电路中也有很多应用。

PIC16F877A在大量设备中得到应用。它用于远程传感器、安全设备、家庭自动化和许多工业仪器。它还具有EEPROM ，可以永久存储一些信息，例如发射器代码和接收器频率以及其他一些相关数据。该控制器成本低，操作也容易。它非常灵活，可以用于以前从未使用过微控制器的领域，例如微处理器应用和定时器功能等。其主要特性包括：

• 有一个较小的35条指令集。
• 工作频率高达20MHz。
• 工作电压在4.2伏至5.5伏之间。如果提供超过5.5伏的电压，它可能会永久损坏。
• 它没有像其他PIC18F46K22、PIC18F4550那样的内部振荡器。
• 每个端口可以吸收或输出的最大电流约为100mA。因此，PIC16F877A每个GPIO引脚的电流限制为10毫安。
• 提供40引脚PDIP、44引脚PLCC、44引脚TQFP、44引脚QFN等四种IC封装。

引脚配置说明

• 引脚1 MCLR：第一个引脚是该IC的主清除引脚。它会重置微控制器并处于低电平有效，这意味着应不断为其提供5V电压，如果提供0V电压，则控制器将被重置。重置控制器将使其返回到已烧录到IC中的程序的第一行。开关和电阻器连接到该引脚。该引脚已由恒定的5V供电。当想要重置IC时，只需按下按钮即可将MCLR引脚置于0电位，从而重置控制器。

• 引脚2 RA0/AN0：PORTA由6个引脚组成，从引脚2到引脚7，所有这些引脚都是双向输入/输出引脚。引脚2是该端口的第一个引脚。该引脚也可用作模拟引脚AN0。它内置模数转换器。
• 引脚3 RA1/AN1：这可以是模拟输入1。
• 引脚4 RA2/AN2/Vref-：它可以充当模拟输入2。或者可以给它提供负模拟参考电压。
• 引脚 5 RA3/AN3/Vref+：它可以作为模拟输入3。或者可以作为模拟正参考电压。
• 引脚6 RA0/T0CKI：对于timer0来说，该引脚可以作为时钟输入引脚，输出类型为开漏。
• 引脚 7 RA5/SS/AN4：这可以是模拟输入4。控制器中也有同步串行端口，该引脚可以用作该端口的从机选择。
• 引脚8 RE0/RD/AN5： PORTE从引脚8开始到引脚10，这也是一个双向输入输出端口。它可以是模拟输入5，或者对于并行从端口，它可以充当低电平有效的“读取控制”引脚。
• 引脚9 RE1/WR/AN6：它可以是模拟输入6。对于并行从端口，它可以充当“写控制”，该控制将低电平有效。
• 引脚10 RE2/CS/A7：它可以是模拟输入7，或者对于并行从端口，它可以充当“控制选择”，它也将像读写控制引脚一样处于低电平有效。
• 引脚11和32 VDD：这两个引脚是输入/输出和逻辑引脚的正电源。它们都应该连接到5V。
• 引脚12和31 VSS：这些引脚是输入/输出和逻辑引脚的接地参考。它们应连接至0电位。
• 引脚13 OSC1/CLKIN：这是振荡器输入或外部时钟输入引脚。
• 引脚14 OSC2/CLKOUT：这是振荡器输出引脚。晶体谐振器连接在引脚13和14之间，为微控制器提供外部时钟。在RC模式下，OSC1的1/4频率由 OSC2输出。这表示指令周期率。

• 引脚15 RC0/T1OCO/T1CKI： PORTC由8个引脚组成。它也是一个双向输入输出端口。其中，引脚15是第一个。它可以是定时器1的时钟输入或定时器2的振荡器输出。
• 引脚16 RC1/T1OSI/CCP2：可以是定时器1的振荡器输入或捕捉2输入/比较2输出/PWM 2输出。
• 引脚17 RC2/CCP1：可以是捕捉1输入/比较1输出/PWM 1输出。
• 引脚18 RC3/SCK/SCL：可以作为SPI或I2C模式的输出，也可以作为同步串行时钟的输入/输出。
• 引脚23 RC4/SDI/SDA：可以是引脚中的SPI数据。或者在I2C模式下它可以是数据输入/输出引脚。
• 引脚24 RC5/SDO：SPI模式下可以是SPI输出的数据。
• 引脚25 RC6/TX/CK：可以是同步时钟或USART异步发送引脚。
• 引脚26 RC7/RX/DT：可以是同步数据引脚或USART接收引脚。
• 引脚19,20,21,22,27,28,29,30：所有这些引脚都属于PORTD，它又是一个双向输入和输出端口。当要连接微处理器总线时，它可以充当并行从端口。
• 引脚33-40：所有这些引脚都属于PORTB。其中RB0可用作外部中断引脚，RB6和RB7可用作在线调试器引脚。

注意：所有引脚都具有多种功能。与PORTC引脚一样，可以用作数字输入引脚、数字输出引脚，用于UART通信、I2C通信。但是，我们可以一次使用每个端口的一项功能，或者必须对其进行巧妙的编程，以便可以在不同的功能之间切换。就像有一次你需要一个引脚来读取模拟信号，将其定义为模拟用途，然后切换到其他功能，例如数字输出等。对于初学者，建议使用一个引脚来实现单一功能，一旦你可以使用多功能模式，就可以使用多功能模式。

对输入和输出端口进行编程 

• 这里已经研究了5个输入和输出端口，即PORTA、PORTB、PORTC、PORTD和PORTE，它们可以是数字的也可以是模拟的。
• 将根据我们的要求配置它们。但在模拟模式下，引脚或端口只能充当输入。在这种情况下会使用内置的A至D转换器。还使用多路复用器电路。
• 但在数字模式下，则没有限制。我们可以将端口配置为输出或输入。这是通过编程完成的。对于PIC，更好的编译器是mikroC pro，可以从网站下载。
• 有一个名为“TRIS”的寄存器控制端口的方向。对于不同的端口有不同的寄存器，例如TRISA、TRISB等。
• 如果将TRIS寄存器的某个位设置为0，则相应的端口位将充当数字输出。
• 如果将TRIS寄存器的某个位设置为1，则相应的端口位将充当数字输入。
• 例如，要将整个portb设置为输出，可以将程序语句编写为：

TRISB=0;

• 现在该端口将充当输出端口，可以在输出上发送任何值，例如：

PORTB=0XFF;

• FF表示二进制中全1，即FF=11111111，此时端口b的所有引脚都为高电平。如果在所有引脚上连接LED，那么在这种情况下它们都会开始发光。
• 如果想否定端口b的值，可以使用以下语句：

PORTB=~PORTB;

• 现在端口b的所有引脚都将为低电平。

PIC16F877A编译器

• 用于对PIC微控制器进行编程的三种流行编译器是MPLAB XC8、Mikro C for pic、PIC CCS编译器和Hi-Tech编译器。
• 官方编译器是PIC16F877A厂家开发的MPLAB XC8编译器。
• 对于初学者，通常推荐使用Mikro C进行PIC编译器；对于那些想要从寄存器级裸机概念学习PIC微控制器编程的人，推荐MPLAB XC8编译器。

PIC16F877A主要特点

与所有其它微控制器一样，PIC16F877A还提供此列表中提到的内置有用功能：

• 模数转换模块： 它有8位ADC模块，由8个通道组成。我们可以在该微控制器上使用8个模拟传感器。
• 定时器：提供三个定时器timer0、timer1、timer2。所有这些定时器都可以在定时器模式或计数器模式下使用。这些定时器用于生成延迟、脉宽调制、对外部事件进行计数和定时器中断。TIMER0是一个8位定时器，它可以以内部或外部时钟频率运行。当我们在定时器模式下使用Timer0时，通常使用内部频率来操作它，而在计数器模式下，使用外部时钟源来触发它。同样，TIMER1是一个16位定时器，它也可以在两种模式下工作。TIMER2也是8位的。它与PWM一起用作CCP模块的时基。
• EEPROM： 它还具有内置电可擦除只读存储器256 x 8字节，可用于永久存储数据，即使微控制器关闭，数据也将保留在那里。通常与电子锁相关项目一起使用。
• PWM模块： 还提供2个CCP模块。CCP代表捕获比较PWM模块。我们可以使用该微控制器轻松生成两个PWM信号。它支持的最大分辨率是10位。
• 串口或UART通讯引脚：支持1个UART通道。UART引脚用于数字设备之间的串行通信。RC7引脚是发送器或RX引脚，引脚号为26。RC6是接收器或 Tx 引脚，引脚号为25。
• I2C通信：PIC16F877A也支持I2C通信，并且它有一个用于I2C通信的模块。引脚18/RC3和23/RC4 分别是SCL和SDA引脚。SCL是串行时钟线，SDA是串行数据线。
• 中断：中断在嵌入式系统领域有很好的应用。如果不了解中断，建议您完全了解它们，否则将无法掌握对它们进行嵌入式编程的命令。PIC16F877A单片机提供8种中断类型：外部中断、定时器中断、PORT状态改变中断、UART中断、I2C、PWM中断。
• 比较器模块：它有一个比较器模块，由两个比较器组成。它们用于比较模拟信号，类似于电子电路中的比较器。这些比较器的输入引脚为RA0、RA1、RA2和RA3，输出可通过RA4和RA5测量。
• 看门狗定时器：WDT是一个片内独立振荡器，可以自由运行。它是一个独立于OSC1/CLKI的振荡器。即使设备处于睡眠模式，WDT也将工作。它用于将设备从睡眠模式唤醒，也用于生成看门狗定时器复位。
• 休眠模式：PIC16F877A还提供休眠模式操作。在此模式下，设备以非常低的功耗运行。所有外围设备消耗最少的电流。通过定时器1中断、UART中断、EEPROM写入完成操作等中断资源从睡眠模式唤醒。
• 欠压检测：它还具有欠压检测电路，可检测电源电压的显着下降。如果电源电压下降到一定限度，就会产生中断信号。该配置位（BODEN）用于禁用或启用该电路。
• 欠压复位：此选项在检测到来自BODEN信号的欠压中断信号时复位器件。如果电源电压低于阈值超过100微秒。
• 可编程代码保护，将发生欠压复位 ，并且器件将保持复位状态，直到电压升至其标称值。设备每72毫秒检查一次电压。

下面列出了其它一些重要功能：

• 上电复位
• 多振荡器组
• 在线调试器
• 在线串行编程
• 低压ICSP编程

点亮单个LED/闪烁LED的代码

下面是关于使用 PIC16F877A 微控制器使LED闪烁的简单教程。这里使用Mikro C for pic编译器来编写此代码的。

void main()

 {

      TRISB.F0 = 0  // the direction of RB0 is set as output

                 //or TRISB = 0xFE (0xFE = 11111110)

      do // setting the infinite loop

      {

        PORTB.F0 = 1; // setting the RB0 pin to high

        Delay_ms(500); // delay of 500 milli seconds

        PORTB.F0 = 0; // setting the RB0 pin to low

        Delay_ms(500); // again a delay of 500 milli seconds

     }while(1);

 }

上述代码用于以五百毫秒的延迟切换PORTC引脚编号0。在主函数内部，该行将RB0初始化为数字输出引脚。

TRISB.F0 = 0

之后使用do while循环，因为我们想要一次又一次地切换LED。在do while循环内，这些行使RB0数字高电平持续500ms。

PORTB.F0 = 1; // setting the RB0 pin to high Delay_ms(500); // delay of 500 milli seconds

与这些行类似，关闭LED 500毫秒。

PORTB.F0 = 0; // setting the RB0 pin to low Delay_ms(500); // again a delay of 500 milli seconds

• 在proteus中设计该电路。按照引脚描述部分的说明，将引脚与源极、接地和振荡器连接。
• 通过两个22pF电容将8MHz振荡器与OSCI和OSC2连接。
• 通过10k欧姆电阻向Reset引脚提供5V电压。仿真中没有显示电阻，但实际制作电路时应连接电阻。
• 引脚33 RB0连接LED ，电阻用于限制电流并防止LED烧毁。在mikroC pro中编写并编译程序。
• 在proteus中双击控制器，用hex文件烧录单片机，并成功运行电路。
• Pic kit3是一个著名的编程器，用于将代码上传到微芯片芯片。

总结

PIC16F877A是一种微控制器，属于Microchip Technology的PIC（Peripheral Interface Controller）系列。它采用8位微处理器架构，具有高性能的CPU，适用于各种嵌入式控制应用。

PIC16F877A配备了8KB的闪存程序存储器（Flash Memory）用于存储用户编写的程序代码，以及368字节的RAM用于临时数据存储。它具有33个可编程I/O引脚，可以用于连接外部设备和传感器，以及控制外部操作。此外，它包括多个定时器和计数器，用于生成精确的时间延迟和控制定时操作。

PIC16F877A支持多种低功耗模式，有助于节省能源，并延长电池寿命，具有多种时钟源选项，可根据应用需求进行配置。PIC16F877A适用于各种应用，包括嵌入式系统、自动化控制、传感器接口、电子设备和小型嵌入式控制器等。