如何在XC8中使用PIC IO引腳

原理圖

配置位

大多數(shù)PIC程序在main.c文件的最頂部都有一個(gè)配置代碼塊。大部分內(nèi)容在相關(guān)之前不會(huì)被覆蓋，但重要的是在main.c文件中放入相同的代碼（如下所示）。

原因是PIC具有硬件（例如看門(mén)狗定時(shí)器）可以重置設(shè)備，這可能會(huì)導(dǎo)致意外的結(jié)果。因此，此處的配置代碼完全禁用所有這些額外功能，以確保它們不會(huì)妨礙您！

但是如果您很好奇，可以通過(guò)單擊生產(chǎn)》設(shè)置配置位來(lái)生成自己的配置代碼。

這將打開(kāi)以下窗口，可用于更改位。完成所有更改后，單擊“生成源代碼以輸出”。然后，這將在輸出窗口中生成可以復(fù)制到主文件的代碼！

配置振蕩器

當(dāng)我們用C編寫(xiě)程序時(shí)，有些事情我們不必考慮，例如計(jì)算機(jī)將如何與鍵盤(pán)對(duì)話或CPU正在使用什么振蕩器。但是，微控制器與日常計(jì)算機(jī)不同，它們需要一定程度的配置才能正常運(yùn)行。那么我們需要配置什么才能使PIC運(yùn)行？通常，在運(yùn)行主循環(huán)之前需要執(zhí)行兩個(gè)主要的配置代碼：振蕩器配置和I/O配置。

PIC器件由許多不同的模塊組成，包括定時(shí)器，存儲(chǔ)器和I/O外設(shè)，但最重要的是CPU。 CPU或中央處理單元是實(shí)際以指令形式執(zhí)行操作的電路。當(dāng)我們?yōu)檫\(yùn)行的芯片創(chuàng)建C程序時(shí)，編譯器將C程序轉(zhuǎn)換為PIC的CPU可以理解的指令。與現(xiàn)有的其他CPU一樣，PIC中的CPU以離散的步驟工作，而不是瞬間完成。要使CPU執(zhí)行這些步驟（運(yùn)行程序），需要一個(gè)時(shí)鐘源。該時(shí)鐘源可以來(lái)自外部振蕩器，晶振，甚至是PIC內(nèi)部的內(nèi)部振蕩器。為了簡(jiǎn)化電路，這里的大多數(shù)項(xiàng)目都會(huì)將PIC配置為使用內(nèi)部振蕩器。

在PIC芯片上配置振蕩器要求我們調(diào)用一些特定指令并配置特定配置位。根據(jù)您使用的PIC，這將有所不同，因此本文中的代碼僅考慮PIC16F819。我們的主文件（在上一篇文章中創(chuàng)建）中的第一個(gè)任務(wù)是確保我們的振蕩器配置位設(shè)置為使用內(nèi)部振蕩器。

PIC16F819內(nèi)部振蕩器配置

設(shè)置該位不能配置振蕩器運(yùn)行的速度;它只告訴PIC它將運(yùn)行內(nèi)部振蕩器。

下一步是設(shè)置振蕩器的速度。由于PIC會(huì)逐步執(zhí)行指令，并且這些步驟發(fā)生在來(lái)自振蕩器的脈沖上，因此更快的振蕩器將導(dǎo)致更快的PIC，這意味著它將能夠每秒執(zhí)行更多指令。但有多少？ PIC16和PIC18器件通常需要四個(gè)時(shí)鐘周期來(lái)執(zhí)行指令，因此經(jīng)驗(yàn)法則是將振蕩器速度除以4，這就是PIC每秒指令的速度。

例如一個(gè)工作在8MHz的PIC每秒可以執(zhí)行大約200萬(wàn)條指令，而工作在64MHz的PIC每秒可以執(zhí)行1600萬(wàn)條指令。

那么，我們?nèi)绾闻渲盟俣?？這取決于每個(gè)PIC，但通常有一個(gè)名為OSCCON的寄存器可用于調(diào)整速度。找出所涉及寄存器的最佳方法是查看振蕩器配置章節(jié)下的器件數(shù)據(jù)表。以下是PIC16F819數(shù)據(jù)手冊(cè)中的摘錄，描述了第38頁(yè)上的不同速度（PDF）。

我們將配置我們的設(shè)備以8MHz運(yùn)行，要做到這一點(diǎn)，我們需要將IRCF設(shè)置為111.在XC8中，可以使用它們的名稱直接訪問(wèn)寄存器，可以使用位和點(diǎn)指令訪問(wèn)特定位，并且可以訪問(wèn)一組位（例如IRCF）作為單個(gè)值，如下所示。

OSCCON = 0b01110000（為整個(gè)OSCCON寄存器賦值）

OSCCONbits.IRCF = 0b111（將三個(gè)IRCF位分配給111）

OSCCONbits.IRCF0 = 1（為IRCF0指定二進(jìn)制值1）

在我們的代碼中，我們將使用以下指令將振蕩器設(shè)置為8MHz：

配置和使用I/O端口

為了使我們的PIC能夠與外部電路進(jìn)行交互，它需要能夠讀取和寫(xiě)入其I/O引腳的數(shù)據(jù)。在處理PIC16F819上的I/O端口時(shí)，我們需要關(guān)注三個(gè)寄存器：

TRISA和TRISB寄存器（端口A和端口B上引腳的方向）

PORTA和PORTB寄存器（輸入和輸出寄存器）

ADCON1寄存器（引腳是數(shù)字引腳還是模擬輸入引腳）

在我們的大多數(shù)項(xiàng)目中，我們將處理數(shù)字輸出（如LED，顯示器等），因此務(wù)必確保I/O引腳未配置為模擬輸入。為確保這一點(diǎn)，我們將查看ADCON1寄存器（見(jiàn)第82頁(yè)（PDF））并設(shè)置相應(yīng)的PCFG位，以便與ADC相關(guān)的所有引腳都是數(shù)字引腳。

在我們的電路中，我們有一個(gè)LED輸出連接到RB2（引腳8），因此我們需要將其配置為輸出。為此，我們使用TRIS（TRISTATE）寄存器，該寄存器用于確定哪些引腳是輸入，哪些是輸出。

PIC上的每個(gè)端口最多可以為8位寬（RB0-RB7用于示例）并且TRIS寄存器中的每個(gè)位對(duì)應(yīng)于輸出引腳。如果某位為1（打開(kāi)），則后續(xù)引腳為輸入，如果某位為0（關(guān)閉），則該位為輸出。

例如，如果TRISB等于0，則全部為8 PORT B上的引腳將是輸出。如果TRISB = 255（二進(jìn)制為11111111），則PORT B上的所有引腳都是輸入。如果TRISB的值為0xF0（二進(jìn)制為11110000），則PORT B（RB0-RB3）中的前四個(gè)引腳為輸出，后四個(gè)引腳（RB4-RB7）為輸入。請(qǐng)記住，二進(jìn)制數(shù)首先從最右邊讀取！

有了這些知識(shí)，我們需要將RB2配置為輸出。這可以使用TRISB寄存器名稱并訪問(wèn)TRISB2位來(lái)完成，如下所示。

但我們?nèi)绾巫x寫(xiě)I/O銷？這在其他PIC上可能略有不同，但在PIC16F819上我們使用PORT寄存器，我們?cè)俅问褂梦缓忘c(diǎn)訪問(wèn)各個(gè)引腳！

端口引腳不限于一次讀取一個(gè)。您可以改為對(duì)整個(gè)PORT寄存器進(jìn)行讀寫(xiě)操作。這意味著您可以將PORT用作8位輸入/輸出端口，這在與字母數(shù)字LCD顯示器等設(shè)備交互時(shí)非常有用。

您可能想要記住的一個(gè)簡(jiǎn)潔功能是您可以隨時(shí)配置I/O引腳！一分鐘你的引腳可能是一個(gè)輸入引腳，下一個(gè)它可能是一個(gè)輸出！重要的是你設(shè)置了TRIS位的正確值。

示例程序

本示例程序配置PIC16F819讀取連接到其引腳RA0（引腳17）的觸覺(jué)開(kāi)關(guān)，然后打開(kāi)/關(guān)閉RB2上的LED（引腳） 8），取決于開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。

雖然這個(gè)例子看起來(lái)很基本，但你現(xiàn)在應(yīng)該可以編寫(xiě)一個(gè)PIC設(shè)備來(lái)運(yùn)行你的C程序和讀/寫(xiě)端口。這已經(jīng)允許您與市場(chǎng)上的大多數(shù)硬件接口，并且您可以開(kāi)始與您自己的電路和項(xiàng)目進(jìn)行交互！