PIC16F系列单片机接口程序设计经典案例

针对Brunel University：2021 EE2623 Computer Architecture and Interfacing 的期末复习笔记
Lecturer: Dr. Itagaki Takebumi（板垣　剛文）/Dr.Hongying Meng（孟鸿鹰）
程序仅包含主函数部分。

输入接口

简单开关

while(1)
{
    if((porta&1)==0)
    {
        delay(5); //避免switch bounce
        if((porta&1)==0)
        {
            ... // 触发开关后的操作
        }
    }
}

键盘

void main()
{
    adcon1 = 0x06; //初始化
    trisa = 11110000b; //设置porta一半输入一半输出
    porta = 0xff; //porta=1111 1111
    while(1)
    {
        clear_bit(porta,0); //porta=1111 1110 切换到第一行扫描
        if((porta&0x10)==0) // porta=1110 1110
        {
            value = '1';
        }
        if((porta&0x20)==0) // 键盘：为0按下，为1弹起
        {
            value = '2';
        }
        if((porta&0x40)==0)
        {
            value = '3';
        }
        set_bit(porta,0);
        clear_bit(porta,1); //porta=1111 1101 切换到第二行扫描
        if((porta&0x10)==0) //porta=1110 1101
        {
            value = '4';
        }
        if((porta&0x20)==0)
        {
            value = '5';
        }
        if((porta&0x40)==0)
        {
            value = '6';
        }
        ...
    }
}

显示接口

LED

闪烁LED

void main()
{
    trisb = 0;  //设置portb为输出
    while(1)
    {
        portb = 0xff; // LED 灯： 为0熄灭，为1亮起
        delay(10); 
        portb = 0;
    }
}

流水灯

void main()
{
    trisb = 0;  //设置portb为输出
    while(1)
    {
        portb = portb << 1; // 左移一位
        delay(10); 
    }
}

八位数码管

一位数字显示

char seg8(char value)
{
    if(value == 0) return(0xc0); //八位数码管的比特位控制见讲义中图片
    if(value == 1) return(0xf9); // 八位数码管：为0亮，为1不亮
    ...
    if(value > 9) return(0xff);
}

四位数显示

void display(int value)
{
    portb = seg8(value / 1000); // 得到千位数字
    set_bit(porta,3); // porta负责控制哪一个八位数码管亮起（1为亮）
    delay(4);
    value = value % 1000; // 求余数
    clear_bit(porta,3);
    portb = seg8(value / 100);
    set_bit(porta,2)；
    delay(4);
    value = value % 100;
    clear_bit(porta,1);
    portb = seg8(value / 10);
    set_bit(porta,1)；
    delay(4);
    value = value % 100;
    clear_bit(porta,2);
    portb = seg(value % 10);
    set_bit(porta,0);
    delay(4);
    clear_bit(porta,0);
}

LCD

初始化

void lcd_init()
{
    // 本质上来说是向portb重复发送一些东西，0x23和0x03可以自由设定。
    delay(10);
    portb = 0x23;
    portb = 0x03;
    delay(10);
    portb = 0x23;
    portb = 0x03;

}

发送指令

void lcd_cmd(char cmd)
{
    portb = 0x20+((cmd>>4)&0x0f); //开启（0x20）+指令头四位
    portb = (cmd>>4)&0x0f; //移动指令头四位到后四位，并清除原来头四位
    portb = 0x20+(cmd&0x0f); //开启（0x20）+指令后四位
    portb = cmd & 0x0f; //清除指令头四位
}

发送单个字符

void lcd_char(char c)
{
    portb = 0x30 + ((c>>4)&0x0f); //开启（0x30）+指令头四位
    portb = 0x10 + ((c>>4)&0x0f); //移动指令头四位到后四位，并清除原来头四位
    portb = 0x30 + (c&0x0f); //开启（0x30）+指令后四位
    portb = 0x10 + (c&0x0f); //清除指令头四位
}

显示字符串

void display_message(const char* message)
{
    int i = 0;
    while(message[i] != 0)
    {
        lcd_char(message[i]);
        i++;
    }
}
void main()
{
    adcon1 = 0x06; //设置adcon1接收来自portA的所有pins的数字信号
    trisa = 0xf8; //设置portA的PA0,PA1,PA2为输出
    trisb = 0x00; //设置PortB为输出
    lcd_cmd(1); //清除显示
    lcd_init(); //初始化LCD
    lcd_cmd(0x38); //设置两行，8比特，5x7点阵
    lcd_cmd(0x0c); //设置打开显示，不显示光标
    lcd_cmd(0x06); //设置光标右移
    lcd_cmd(1); //清除显示
    while(1)
    {
        lcd_cmd(0x80); // 第一行第一个光标位置的地址：0x00（地址）+0x80（指令）
        display_massage("Hello");
        lcd_cmd(0xc0); // 第二行第一个光标位置的地址：0x40+0x80
        display_message("world");
    }
}

LCD在显示数字时，一定要将数字转换为ASCII码，具体操作为：display_char('0'+number);

数模转换器 ADC

void convert(char channel)
{
    adcon0 = 11000001b + (channel<<3); //设置channel
    set_bit(adcon0, GODONE); // 清除GODONE，开始转换
    while((adcon0 & 00000100b) !=0); //等待到转换结束
    return((adresh<<8)+adresl);  //返回得到的10比特值
}
void main()
{
    int value;
    adcon1 = 0x80; //设置8个通道都是模拟信号
    adcon0 = 11000001b; //设置转换速度
    while(1)
    {
        value = covnert(4);
    }
}

计时器

延迟函数（通用）

void delay(int j)
{
    int i;
    for(; j!=0; j--)
    {
        for(i=8333; i!=0; i--); //执行一次循环需要12us 8333*12≈0.1s
    }
}

利用溢出设置延迟

void delay(int x)
{
    tmr0 = 0; //重置timer0
    clear_bit(intcon,TOIF); //重置溢出flag
    while(x!=0)
    {
        while((intcon & 00000100b) == 0); //等到溢出
        clear_bit(intcon, T0IF); //重置溢出flag
        x--;
    }

}

如果Fosc/4=0.2s， Pre-scalar=1:32，x=61时，能造成 0.2x32x256usx61=0.0999424s的延迟

中断程序

中断程序的时间控制

void interrupt()
{
    clear_bit(intcon,T0IF); //重置溢出flag
    tmr0 = 100; //给timer0设置初始值，此时一个中断运行的时间是256-100=156us
    ··· // 中断内的其他操作
}

PWM 控制马达

TMR0 = 246; // 中断发生的时间为256-246=10us
int cycle; // 一个周期的时间，时间设定在中断程序中设置
int pwm = 400; // 一个周期内马达开启的时间，此处时间为400 x 10us=4ms
void interrupt()
{
    cycle--;
    if(cycle == 0)
    {
        cycle = 1000; // 此处一个周期的时间为1000 x 10us=10ms
    }
        if(pwm == 0) // 如果pwm没有设置
        {
            pulse = 0;
            clear_bit(portb,7); // 关闭转子，转子不会工作
        }
        else
        {
        pulse = pwm; // 转子开启的时间
        set_bit(portb,7); // 开启转子
        }  
    else
    {
        if(pulse != 0)
        {
            pulse--; // pulse 自减
        }
        if(pulse == 0)
        {
            clear_bit(portb,7); //进入转子的关闭期
        }
    }
}