PIC系列單片機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

1、程序的基本格式

先介紹二條偽指令：

EQU——標(biāo)號(hào)賦值偽指令

ORG——地址定義偽指令

PIC16C5X在RESET后指令計(jì)算器PC被置為全“1”，所以PIC16C5X幾種型號(hào)芯片的復(fù)位地址為：

PIC16C54/55：1FFH

PIC16C56：3FFH

PIC16C57/58：7FFH

一般來(lái)說(shuō)，PIC的源程序并沒(méi)有要求統(tǒng)一的格式，大家可以根據(jù)自己的風(fēng)格來(lái)編寫。但這里我們推薦一種清晰明了的格式供參考。

TITLE This is ……；程序標(biāo)題

；--------------------------------------

；名稱定義和變量定義

；--------------------------------------

F0EQU0

RTCCEQU1

PCEQU2

STATUSEQU3

FSREQU4

RAEQU5

RBEQU6

RCEQU7

┋

PIC16C54EQU1FFH；芯片復(fù)位地址

PIC16C56EQU3FFH

PIC16C57EQU7FFH

；-----------------------------------------

ORG PIC16C54GOTO MAIN；在復(fù)位地址處轉(zhuǎn)入主程序

ORG0；在0000H開始存放程序

；-----------------------------------------

；子程序區(qū)

；-----------------------------------------

DELAY MOVLW255

┋

RETLW0

；------------------------------------------

；主程序區(qū)

；------------------------------------------

MAIN

MOVLW B‘00000000’

TRIS RB；RB已由偽指令定義為6，即B口

┋

LOOP

BSF RB，7CALL DELAY

BCF RB，7CALL DELAY

┋

GOTO LOOP

；-------------------------------------------

END；程序結(jié)束

注：MAIN標(biāo)號(hào)一定要處在0頁(yè)面內(nèi)。

2、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

1）設(shè)置I/O口的輸入/輸出方向

PIC16C5X的I/O口皆為雙向可編程，即每一根I/O端線都可分別單獨(dú)地由程序設(shè)置為輸入或輸出。這個(gè)過(guò)程由寫I/O控制寄存器TRISf來(lái)實(shí)現(xiàn)，寫入值為“1”，則為輸入；寫入值為“0”，則為輸出。

MOVLW0FH；00001111（0FH）

輸入輸出

TRIS6；將W中的0FH寫入B口控制器，

；B口高4位為輸出，低4位為輸入。

MOVLW0C0H；11000000（0C0H）

RB4，RB5輸出0RB6，RB7輸出1

2）檢查寄存器是否為零

如果要判斷一個(gè)寄存器內(nèi)容是否為零，很簡(jiǎn)單，現(xiàn)以寄存器F10為例：

MOVF10，1；F10→F10，結(jié)果影響零標(biāo)記狀態(tài)位Z

BTFSS STATUS，Z；F10為零則跳

GOTO NZ；Z=0即F10不為零轉(zhuǎn)入標(biāo)號(hào)NZ處程序

┋；Z=1即F10=0處理程序

3）比較二個(gè)寄存器的大小

要比較二個(gè)寄存器的大小，可以將它們做減法運(yùn)算，然后根據(jù)狀態(tài)位C來(lái)判斷。注意，相減的結(jié)果放入W，則不會(huì)影響二寄存器原有的值。

例如F8和F9二個(gè)寄存器要比較大小：

MOVF8，0；F8→W

SUBWF9，0；F9—W（F8）→W

BTFSC STATUS，Z；判斷F8=F9否

GOTO F8=F9

BTFSC STATUS，C；C=0則跳

GOTO F9》F8 ；C=1相減結(jié)果為正，F(xiàn)9》F8

GOTO F9《

F9；C=0相減結(jié)果為負(fù)，F(xiàn)9《F8

┋

4）循環(huán)n次的程序

如果要使某段程序循環(huán)執(zhí)行n次，可以用一個(gè)寄存器作計(jì)數(shù)器。下例以F10做計(jì)數(shù)器，使程序循環(huán)8次。

COUNT EQU10；定義F10名稱為COUNT（計(jì)數(shù)器）

┋

MOVLW8

MOVWF COUNT LOOP；循環(huán)體

LOOP

┋

DECFSZ COUNT，1；COUNT減1，結(jié)果為零則跳

GOTO LOOP；結(jié)果不為零，繼續(xù)循環(huán)

┋；結(jié)果為零，跳出循環(huán)

5）“IF……THEN……”格式的程序

下面以“IF X=Y THEN GOTO NEXT”格式為例。

MOVF X，0；X→W

SUBWF Y，0；Y—W（X）→W

BTFSC STATUS，Z；X=Y否

GOTO NEXT；X=Y，跳到NEXT去執(zhí)行。

┋；X≠Y

6）“FOR……NEXT”格式的程序

“FOR……NEXT”程序使循環(huán)在某個(gè)范圍內(nèi)進(jìn)行。下例是“FOR X=0TO5”格式的程序。F10放X的初值，F(xiàn)11放X的終值。

STARTEQU10

DAENDEQU11

┋

MOVLW0

MOVWF START；0→START（F10）

MOVLW5

MOVWF DAEND；5→DAEND（F11）

LOOP

┋

INCF START，1；START值加1

MOVF START，0

SUBWF DAEND，0；START=DAEND？（X=5否）

BTFSS STATUS，Z

GOTO LOOP；X＜5，繼續(xù)循環(huán)

┋；X＝5，結(jié)束循環(huán)

7）“DO WHILE……END”格式的程序

“DO WHILE……END”程序是在符合條件下執(zhí)行循環(huán)。下例是“DO WHILE X=1”格式的程序。F10放X的值。

XEQU10

┋

MOVLW1

MOVWFX；1→X（F10），作為初值

LOOP

┋

MOVLW1

SUBWF X，0

BTFSS STATUS，Z；X＝1否？

GOTO LOOP；X＝1繼續(xù)循環(huán)

┋；X≠1跳出循環(huán)

8）查表程序

查表是程序中經(jīng)常用到的一種操作。下例是將十進(jìn)制0～9轉(zhuǎn)換成7段LED數(shù)字顯示值。若以B口的RB0～RB6來(lái)驅(qū)動(dòng)LED的a～g線段，則有如下關(guān)系：

設(shè)LED為共陽(yáng)，則0～9數(shù)字對(duì)應(yīng)的線段值如下表：

十進(jìn)數(shù)線段值十進(jìn)數(shù)線段值

0C0H592H

1C9H682H

2A4H7F8H

3B0H880H

499H990H

PIC的查表程序可以利用子程序帶值返回的特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體是在主程序中先取表數(shù)據(jù)地址放入W，接著調(diào)用子程序，子程序的第一條指令將W置入PC，則程序跳到數(shù)據(jù)地址的地方，再由“RETLW”指令將數(shù)據(jù)放入W返回到主程序。下面程序以F10放表頭地址。

MOVLWTABLE；表頭地址→F10

MOVWF10

┋

MOVLW1；1→W，準(zhǔn)備取“1”的線段值

ADDWF10，1；F10+W=“1”的數(shù)據(jù)地址

CALLCONVERT

MOVWF6；線段值置到B口，點(diǎn)亮LED

┋

CONVERT MOVWF2；W→PC TABLE

RETLW0C0H；“0”線段值

RETLW0F9H；“1”線段值

┋

RETLW90H；“9”線段值

9）“READ……DATA，RESTORE”格式程序

“READ……DATA”程序是每次讀取數(shù)據(jù)表的一個(gè)數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)指針加1，準(zhǔn)備取下一個(gè)數(shù)據(jù)。下例程序中以F10為數(shù)據(jù)表起始地址，F(xiàn)11做數(shù)據(jù)指針。

POINTEREQU11；定義F11名稱為POINTER

┋

MOVLWDATA

MOVWF10；數(shù)據(jù)表頭地址→F10

CLRFPOINTER；數(shù)據(jù)指針清零

┋

MOVFPOINTER，0

ADDWF10，0；W=F10+POINTER

┋

INCFPOINTER，1；指針加1

CALL CONVERT；調(diào)子程序，取表格數(shù)據(jù)

┋

CONVERT MOVWF2；數(shù)據(jù)地址→PC

DATARETLW20H；數(shù)據(jù)

┋

RETLW15H；數(shù)據(jù)

如果要執(zhí)行“RESTORE”，只要執(zhí)行一條“CLRF POINTER”即可。

10）延時(shí)程序

如果延時(shí)時(shí)間較短，可以讓程序簡(jiǎn)單地連續(xù)執(zhí)行幾條空操作指令“NOP”。如果延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，可以用循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。下例以F10計(jì)算，使循環(huán)重復(fù)執(zhí)行100次。

MOVLW D‘100’

MOVWF10

LOOPDECFSZ10，1；F10—1→F10，結(jié)果為零則跳

GOTO LOOP

┋

延時(shí)程序中計(jì)算指令執(zhí)行的時(shí)間和即為延時(shí)時(shí)間。如果使用4MHz振蕩，則每個(gè)指令周期為1μS。所以單周期指令時(shí)間為1μS，雙周期指令時(shí)間為2μS。在上例的LOOP循環(huán)延時(shí)時(shí)間即為：（1+2）*100+2=302（μS）。在循環(huán)中插入空操作指令即可延長(zhǎng)延時(shí)時(shí)間：

MOVLWD‘100’

MOVWF10

LOOPNOP

NOP

NOP

DECFSZ10，1

GOTO LOOP

┋

延時(shí)時(shí)間=（1+1+1+1+2）*100+2=602（μS）。

用幾個(gè)循環(huán)嵌套的方式可以大大延長(zhǎng)延時(shí)時(shí)間。下例用2個(gè)循環(huán)來(lái)做延時(shí)：

MOVLWD‘100’

MOVWF10

LOOPMOVLWD‘16’

MOVWF11

LOOP1DECFSZ11，1

GOTOLOOP1

DECFSZ10，1

GOTO LOOP

┋

延時(shí)時(shí)間=1+1+［1+1+（1+2）*16-1+1+2］*100-1=5201（μS）

11）RTCC計(jì)數(shù)器的使用

RTCC是一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器，它的計(jì)數(shù)脈沖有二個(gè)來(lái)源，一個(gè)是從RTCC引腳輸入的外部信號(hào)，一個(gè)是內(nèi)部的指令時(shí)鐘信號(hào)。可以用程序來(lái)選擇其中一個(gè)信號(hào)源作為輸入。RTCC可被程序用作計(jì)時(shí)之用；程序讀取RTCC寄存器值以計(jì)算時(shí)間。當(dāng)RTCC作為內(nèi)部計(jì)時(shí)器使用時(shí)需將RTCC管腳接VDD或VSS，以減少干擾和耗電流。下例程序以RTCC做延時(shí)：

RTCCEQU1

┋

CLRFRTCC；RTCC清0

MOVLW07H

OPTION；選擇預(yù)設(shè)倍數(shù)1：256→RTCC

LOOPMOVLW255；RTCC計(jì)數(shù)終值

SUBWFRTCC，0

BTFSS STATUS，Z；RTCC=255？

GOTO LOOP

┋

這個(gè)延時(shí)程序中，每過(guò)256個(gè)指令周期RTCC寄存器增1（分頻比=1：256），設(shè)芯片使用4MHz振蕩，則：

延時(shí)時(shí)間=256*256=65536（μS）

RTCC是自振式的，在它計(jì)數(shù)時(shí)，程序可以去做別的事情，只要隔一段時(shí)間去讀取它，檢測(cè)它的計(jì)數(shù)值即可。

12）寄存器體（BANK）的尋址

對(duì)于PIC16C54/55/56，寄存器有32個(gè)，只有一個(gè)體（BANK），故不存在體尋址問(wèn)題，對(duì)于PIC16C57/58來(lái)說(shuō)，寄存器則有80個(gè)，分為4個(gè)體（BANK0-BANK3）。在對(duì)F4（FSR）的說(shuō)明中可知，F(xiàn)4的bit6和bit5是寄存器體尋址位，其對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：

Bit6Bit5BANK物理地址

00BANK010H～1FH

01BANK130H～3FH

10BANK250H～5FH

11BANK370H～7FH

當(dāng)芯片上電RESET后，F(xiàn)4的bit6，bit5是隨機(jī)的，非上電的RESET則保持原先狀態(tài)不變。

下面的例子對(duì)BANK1和BANK2的30H及50H寄存器寫入數(shù)據(jù)。

例1．（設(shè)目前體選為BANK0）

BSF4，5；置位bit5=1，選擇BANK1

MOVLWDATA

MOVWF10H；DATA→30H

BCF4，5

BSF4，6；bit6=1，bit5=0選擇BANK2

MOVWF10H；DATA→50H

從上例中我們看到，對(duì)某一體（BANK）中的寄存器進(jìn)行讀寫，首先要先對(duì)F4中的體尋址位進(jìn)行操作。實(shí)際應(yīng)用中一般上電復(fù)位后先清F4的bit6和bit5為0，使之指向BANK0，以后再根據(jù)需要使其指向相應(yīng)的體。

注意，在例子中對(duì)30H寄存器（BANK1）和50H寄存器（BANK2）寫數(shù)時(shí)，用的指令“MOVWF10H”中寄存器地址寫的都是“10H”，而不是讀者預(yù)期的“MOVWF30H”和“MOVWF50H”，為什么？

讓我們回顧一下指令表。在PIC16C5X的所有有關(guān)寄存器的指令碼中，寄存尋址位都只占5個(gè)位：fffff，只能尋址32個(gè)（00H—1FH）寄存器。所以要選址80個(gè)寄存器，還要再用二位體選址位PA1和PA0。當(dāng)我們?cè)O(shè)置好體尋址位PA1和PA0，使之指向一個(gè)BANK，那么指令“MOVWF10H”就是將W內(nèi)容置入這個(gè)BANK中的相應(yīng)寄存器內(nèi)（10H，30H，50H，或70H）。

有些設(shè)計(jì)者第一次接觸體選址的概念，難免理解上有出入，下面是一個(gè)例子：

例2：（設(shè)目前體選為BANK0）

MOVLW55H

MOVWF30H；欲把55H→30H寄存器

MOVLW66H

MOVWF50H；欲把66H→50H寄存器

以為“MOVWF30H”一定能把W置入30H，“MOVWF50H”一定能把W置入50H，這是錯(cuò)誤的。因?yàn)檫@兩條指令的實(shí)際效果是“MOVWF10H”，原因上面已經(jīng)說(shuō)明過(guò)了。所以例2這段程序最后結(jié)果是F10H=66H，而真正的F30H和F50H并沒(méi)有被操作到。

建議：為使體選址的程序清晰明了，建議多用名稱定義符來(lái)寫程序，則不易混淆。例3：假設(shè)在程序中用到BANK0，BANK1，BANK2的幾個(gè)寄存器如下：

BANK0地址BANK1地址BANK2地址BANK3地址

A10HB30HC50H·70H

········

········

AEQU10H；BANK0

BEQU10H；BANK1

CEQU10H；BANK2

┋

FSREQU4

Bit6EQU6

Bit5EQU5

DATAEQU55H

┋

MOVLWDATA

MOVWFA

BSFFSR，Bit5

MOVWFB；DATA→F30H

BCFFSR，Bit5

BSFFSR，Bit6

MOVWFC；DATA→F50H

┋

程序這樣書寫，相信體選址就不容易錯(cuò)了。

13）程序跨頁(yè)面跳轉(zhuǎn)和調(diào)用

下面介紹PIC16C5X的程序存儲(chǔ)區(qū)的頁(yè)面概念和F3寄存器中的頁(yè)面選址位PA1和PA0兩位應(yīng)用的實(shí)例。

（1）“GOTO”跨頁(yè)面

例：設(shè)目前程序在0頁(yè)面（PAGE0），欲用“GOTO”跳轉(zhuǎn)到1頁(yè)面的某個(gè)地方

KEY（PAGE1）。

STATUSEQU3

PA1EQU6

PA0EQU5

┋

BSFSTATUS，PA0；PA0=1，選擇PAGE頁(yè)面

GOTOKEY；跨頁(yè)跳轉(zhuǎn)到1頁(yè)面的KEY

┋

KEYNOP；1頁(yè)面的程序

┋

（2）“CALL”跨頁(yè)面

例：設(shè)目前程序在0頁(yè)面（PAGE0），現(xiàn)在要調(diào)用——放在1頁(yè)面（PAGE1）的子程序DELAY。

┋

BSFSTATUS，PA0；PA0=1，選擇PAGE1頁(yè)面

CALLDELAY；跨頁(yè)調(diào)用

BCFSTATUS，PA0；恢復(fù)0頁(yè)面地址

┋

DELAY NOP；1頁(yè)面的子程序

┋

注意：程序?yàn)榭珥?yè)CALL而設(shè)了頁(yè)面地址，從子程序返回后一定要恢復(fù)原來(lái)的頁(yè)面地址。

（3）程序跨頁(yè)跳轉(zhuǎn)和調(diào)用的編寫

讀者看到這里，一定要問(wèn)：我寫源程序（.ASM）時(shí)，并不去注意每條指令的存放地址，我怎么知道這個(gè)GOTO是要跨頁(yè)面的，那個(gè)CALL是需跨頁(yè)面的？的確，開始寫源程序時(shí)并知道何時(shí)會(huì)發(fā)生跨頁(yè)面跳轉(zhuǎn)或調(diào)用，不過(guò)當(dāng)你將源程序匯編時(shí)，就會(huì)自動(dòng)給出。當(dāng)匯編結(jié)果顯示出：

X X X（地址）“GOTOout of Range“

X X X（地址）“CALLout of Range”

這表明你的程序發(fā)生了跨頁(yè)面的跳轉(zhuǎn)和調(diào)用，而你的程序中在這些跨頁(yè)GOTO和CALL之前還未設(shè)置好相應(yīng)的頁(yè)面地址。這時(shí)應(yīng)該查看匯編生成的.LST文件，找到這些GOTO和CALL，并查看它們要跳轉(zhuǎn)去的地址處在什么頁(yè)面，然后再回到源程序（.ASM）做必要的修改。一直到你的源程序匯編通過(guò)（0Errors and Warnnings）。

（4）程序頁(yè)面的連接

程序4個(gè)頁(yè)面連接處應(yīng)該做一些處理。一般建議采用下面的格式：即在進(jìn)入另一個(gè)頁(yè)面后，馬上設(shè)置相應(yīng)的頁(yè)面地址位（PA1，PA0）。頁(yè)面處理是PIC16C5X編程中最麻煩的部分，不過(guò)并不難。只要做了一次實(shí)際的編程練習(xí)后，就能掌握了。