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PIC系列单片机程序设计基础
来源:本站整理  作者:佚名  2006-07-11 19:08:36



1、程序的基本格式
  先介绍二条伪指令:
  EQU——标号赋值伪指令
  ORG——地址定义伪指令
  PIC16C5X在RESET后指令计算器PC被置为全“1”,所以PIC16C5X几种型号芯片的复位地址为:
  PIC16C54/55:1FFH
  PIC16C56:3FFH
  PIC16C57/58:7FFH


  一般来说,PIC的源程序并没有要求统一的格式,大家可以根据自己的风格来编写。但这里我们推荐一种清晰明了的格式供参考。
  TITLE This is ……;程序标题
  ;--------------------------------------
  ;名称定义和变量定义
  ;--------------------------------------
  F0   EQU 0
  RTCC  EQU 1
  PC   EQU 2
  STATUS EQU 3
  FSR   EQU 4
  RA   EQU 5
  RB   EQU 6
  RC   EQU 7 
      ┋
  PIC16C54EQU1FFH;芯片复位地址
  PIC16C56EQU3FFH
  PIC16C57EQU7FFH
  ;-----------------------------------------
  ORG PIC16C54GOTO MAIN  ;在复位地址处转入主程序
  ORG 0         ;在0000H开始存放程序
  ;-----------------------------------------
  ;子程序区
  ;-----------------------------------------
  DELAY MOVLW255
     ┋
     RETLW0
  ;------------------------------------------
  ;主程序区
  ;------------------------------------------
  MAIN
     MOVLW B‘00000000’
     TRIS RB      ;RB已由伪指令定义为6,即B口
      ┋
  LOOP
      BSF RB,7CALL DELAY       
      BCF RB,7CALL DELAY
       ┋
      GOTO LOOP
  ;-------------------------------------------
      END      ;程序结束
  注:MAIN标号一定要处在0页面内。
  2、程序设计基础
  1)设置I/O口的输入/输出方向
  PIC16C5X的I/O口皆为双向可编程,即每一根I/O端线都可分别单独地由程序设置为输入或输出。这个过程由写I/O控制寄存器TRISf来实现,写入值为“1”,则为输入;写入值为“0”,则为输出。
      MOVLW0FH ;00001111(0FH)
            输入输出
      TRIS6   ;将W中的0FH写入B口控制器,
            ;B口高4位为输出,低4位为输入。
      MOVLW0C0H;11000000(0C0H)
             RB4,RB5输出0RB6,RB7输出1
  2)检查寄存器是否为零
  如果要判断一个寄存器内容是否为零,很简单,现以寄存器F10为例:
      MOVF10,1     ;F10→F10,结果影响零标记状态位Z
      BTFSS STATUS,Z   ;F10为零则跳
      GOTO NZ       ;Z=0即F10不为零转入标号NZ处程序
      ┋         ;Z=1即F10=0处理程序
  3)比较二个寄存器的大小
  要比较二个寄存器的大小,可以将它们做减法运算,然后根据状态位C来判断。注意,相减的结果放入W,则不会影响二寄存器原有的值。
  例如F8和F9二个寄存器要比较大小:
      MOVF8,0      ;F8→W
      SUBWF9,0     ;F9—W(F8)→W
      BTFSC STATUS,Z   ;判断F8=F9否
      GOTO F8=F9
      BTFSC STATUS,C   ;C=0则跳
       GOTO F9>F8       ;C=1相减结果为正,F9>F8
      GOTO F9<

F9      ;C=0相减结果为负,F9<F8
        ┋
  4)循环n次的程序
  如果要使某段程序循环执行n次,可以用一个寄存器作计数器。下例以F10做计数器,使程序循环8次。
      COUNT EQU10    ;定义F10名称为COUNT(计数器)
         ┋
      MOVLW8
      MOVWF COUNT LOOP  ;循环体
   LOOP
          ┋
      DECFSZ COUNT,1   ;COUNT减1,结果为零则跳
      GOTO LOOP      ;结果不为零,继续循环
          ┋      ;结果为零,跳出循环
  5)“IF……THEN……”格式的程序
  下面以“IF X=Y THEN GOTO NEXT”格式为例。
      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去执行。
         ┋      ;X≠Y
  6)“FOR……NEXT”格式的程序
  “FOR……NEXT”程序使循环在某个范围内进行。下例是“FOR X=0TO5”格式的程序。F10放X的初值,F11放X的终值。
      START EQU 10
      DAEND EQU 11
          ┋
      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,继续循环
          ┋      ;X=5,结束循环
  7)“DO WHILE……END”格式的程序
  “DO WHILE……END”程序是在符合条件下执行循环。下例是“DO WHILE X=1”格式的程序。F10放X的值。
     X EQU 10
       ┋
     MOVLW 1
     MOVWF X    ;1→X(F10),作为初值
  LOOP
       ┋
     MOVLW1
     SUBWF X,0
     BTFSS STATUS,Z  ;X=1否?
     GOTO LOOP     ;X=1继续循环
       ┋       ;X≠1跳出循环
  8)查表程序
  查表是程序中经常用到的一种操作。下例是将十进制0~9转换成7段LED数字显示值。若以B口的RB0~RB6来驱动LED的a~g线段,则有如下关系:

     

  设LED为共阳,则0~9数字对应的线段值如下表:

十进数
线段值
十进数
线段值
0
C0H
5
92H
1
C9H
6
82H
2
A4H
7
F8H
3
B0H
8
80H
4
99H
9
90H

  
  PIC的查表程序可以利用子程序带值返回的特点来实现。具体是在主程序中先取表数据地址放入W,接着调用子程序,子程序的第一条指令将W置入PC,则程序跳到数据地址的地方,再由“RETLW”指令将数据放入W返回到主程序。下面程序以F10放表头地址。
      MOVLW TABLE    ;表头地址→F10 
      MOVWF 10
         ┋
      MOVLW 1       ;1→W,准备取“1”的线段值
      ADDWF 10,1     ;F10+W=“1”的数据地址
      CALL CONVERT
      MOVWF 6       ;线段值置到B口,点亮LED
         ┋
  CONVERT MOVWF 2       ;W→PC TABLE
      RETLW 0C0H     ;“0”线段值
      RETLW 0F9H     ;“1”线段值
         ┋
      RETLW 90H      ;“9”线段值
  9)“READ……DATA,RESTORE”格式程序
  “READ……DATA”程序是每次读取数据表的一个数据,然后将数据指针加1,准备取下一个数据。下例程序中以F10为数据表起始地址,F11做数据指针。
      POINTER EQU 11  ;定义F11名称为POINTER
         ┋
      MOVLW  DATA
      MOVWF  10    ;数据表头地址→F10
      CLRF  POINTER  ;数据指针清零
         ┋
      MOVF  POINTER,0 
      ADDWF10,0     ;W=F10+POINTER
         ┋
     INCF   POINTER,1 ;指针加1
     CALL CONVERT     ;调子程序,取表格数据
         ┋
  CONVERT MOVWF  2   ;数据地址→PC
  DATA RETLW  20H   ;数据
         ┋
     RETLW15H     ;数据
  如果要执行“RESTORE”,只要执行一条“CLRF POINTER”即可。
  10)延时程序
  如果延时时间较短,可以让程序简单地连续执行几条空操作指令“NOP”。如果延时时间长,可以用循环来实现。下例以F10计算,使循环重复执行100次。
     MOVLW D‘100’
     MOVWF10
  LOOP DECFSZ10,1  ;F10—1→F10,结果为零则跳
     GOTO LOOP
      ┋
  延时程序中计算指令执行的时间和即为延时时间。如果使用4MHz振荡,则每个指令周期为1μS。所以单周期指令时间为1μS,双周期指令时间为2μS。在上例的LOOP循环延时时间即为:(1+2)*100+2=302(μS)。在循环中插入空操作指令即可延长延时时间:
      MOVLW D‘100’
      MOVWF 10
  LOOP  NOP
      NOP
      NOP
      DECFSZ10,1
      GOTO LOOP
       ┋
  延时时间=(1+1+1+1+2)*100+2=602(μS)。
  用几个循环嵌套的方式可以大大延长延时时间。下例用2个循环来做延时:
      MOVLW  D‘100’
      MOVWF  10
  LOOP  MOVLW  D‘16’
      MOVWF  11
  LOOP1 DECFSZ  11,1
      GOTO   LOOP1
      DECFSZ  10,1
      GOTO LOOP
      ┋
  延时时间=1+1+[1+1+(1+2)*16-1+1+2]*100-1=5201(μS)
  11)RTCC计数器的使用
  RTCC是一个脉冲计数器,它的计数脉冲有二个来源,一个是从RTCC引脚输入的外部信号,一个是内部的指令时钟信号。可以用程序来选择其中一个信号源作为输入。RTCC可被程序用作计时之用;程序读取RTCC寄存器值以计算时间。当RTCC作为内部计时器使用时需将RTCC管脚接VDD或VSS,以减少干扰和耗电流。下例程序以RTCC做延时:
      RTCC EQU 1
      ┋
      CLRF RTCC   ;RTCC清0
      MOVLW 07H
      OPTION   ;选择预设倍数1:256→RTCC
  LOOP MOVLW 255  ;RTCC计数终值
      SUBWF RTCC,0
      BTFSS STATUS,Z  ;RTCC=255?
      GOTO LOOP
       ┋
  这个延时程序中,每过256个指令周期RTCC寄存器增1(分频比=1:256),设芯片使用4MHz振荡,则:
  延时时间=256*256=65536(μS)
  RTCC是自振式的,在它计数时,程序可以去做别的事情,只要隔一段时间去读取它,检测它的计数值即可。
  12)寄存器体(BANK)的寻址
  对于PIC16C54/55/56,寄存器有32个,只有一个体(BANK),故不存在体寻址问题,对于PIC16C57/58来说,寄存器则有80个,分为4个体(BANK0-BANK3)。在对F4(FSR)的说明中可知,F4的bit6和bit5是寄存器体寻址位,其对应关系如下:

Bit6 Bit5
BANK
物理地址
 0   0
BANK0
10H~1FH
 0   1
BANK1
30H~3FH
 1   0
BANK2
50H~5FH
 1   1
BANK3
70H~7FH

  当芯片上电RESET后,F4的bit6,bit5是随机的,非上电的RESET则保持原先状态不变。
  下面的例子对BANK1和BANK2的30H及50H寄存器写入数据。
  例1.(设目前体选为BANK0)
      BSF  4,5   ;置位bit5=1,选择BANK1
      MOVLW DATA
      MOVWF 10H   ;DATA→30H
      BCF  4,5
      BSF  4,6  ;bit6=1,bit5=0选择BANK2
      MOVWF 10H   ;DATA→50H
  从上例中我们看到,对某一体(BANK)中的寄存器进行读写,首先要先对F4中的体寻址位进行操作。实际应用中一般上电复位后先清F4的bit6和bit5为0,使之指向BANK0,以后再根据需要使其指向相应的体。
  注意,在例子中对30H寄存器(BANK1)和50H寄存器(BANK2)写数时,用的指令“MOVWF10H”中寄存器地址写的都是“10H”,而不是读者预期的“MOVWF30H”和“MOVWF50H”,为什么?
  让我们回顾一下指令表。在PIC16C5X的所有有关寄存器的指令码中,寄存寻址位都只占5个位:fffff,只能寻址32个(00H—1FH)寄存器。所以要选址80个寄存器,还要再用二位体选址位PA1和PA0。当我们设置好体寻址位PA1和PA0,使之指向一个BANK,那么指令“MOVWF10H”就是将W内容置入这个BANK中的相应寄存器内(10H,30H,50H,或70H)。
  有些设计者第一次接触体选址的概念,难免理解上有出入,下面是一个例子:
  例2:(设目前体选为BANK0)
      MOVLW 55H 
      MOVWF 30H  ;欲把55H→30H寄存器
      MOVLW 66H
      MOVWF 50H  ;欲把66H→50H寄存器
  以为“MOVWF30H”一定能把W置入30H,“MOVWF50H”一定能把W置入50H,这是错误的。因为这两条指令的实际效果是“MOVWF10H”,原因上面已经说明过了。所以例2这段程序最后结果是F10H=66H,而真正的F30H和F50H并没有被操作到。
  建议:为使体选址的程序清晰明了,建议多用名称定义符来写程序,则不易混淆。  例3:假设在程序中用到BANK0,BANK1,BANK2的几个寄存器如下:

BANK0
地址
BANK1
地址
BANK2
地址
BANK3
地址
A
10H
B
30H
C
50H
·
70H
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·

       A  EQU 10H  ;BANK0
       B  EQU 10H  ;BANK1
       C  EQU 10H  ;BANK2
         ┋
       FSR  EQU 4
       Bit6 EQU 6
       Bit5 EQU 5
       DATA EQU 55H
         ┋
       MOVLW DATA
       MOVWF A 
       BSF  FSR,Bit5
       MOVWF B    ;DATA→F30H
       BCF  FSR,Bit5
       BSF  FSR,Bit6
       MOVWF C    ;DATA→F50H
         ┋

  程序这样书写,相信体选址就不容易错了。
  13)程序跨页面跳转和调用
  下面介绍PIC16C5X的程序存储区的页面概念和F3寄存器中的页面选址位PA1和PA0两位应用的实例。
  (1)“GOTO”跨页面
  例:设目前程序在0页面(PAGE0),欲用“GOTO”跳转到1页面的某个地方
KEY(PAGE1)。
      STATUS EQU 3
      PA1  EQU 6
      PA0  EQU 5
          ┋
      BSF STATUS,PA0 ;PA0=1,选择PAGE页面
      GOTO KEY     ;跨页跳转到1页面的KEY
          ┋
      KEY  NOP    ;1页面的程序
          ┋
  (2)“CALL”跨页面
  例:设目前程序在0页面(PAGE0),现在要调用——放在1页面(PAGE1)的子程序DELAY。
          ┋
      BSF STATUS,PA0  ;PA0=1,选择PAGE1页面
      CALL DELAY     ;跨页调用
      BCF STATUS,PA0  ;恢复0页面地址
          ┋
      DELAY NOP      ;1页面的子程序
          ┋
  注意:程序为跨页CALL而设了页面地址,从子程序返回后一定要恢复原来的页面地址。
  (3)程序跨页跳转和调用的编写
  读者看到这里,一定要问:我写源程序(.ASM)时,并不去注意每条指令的存放地址,我怎么知道这个GOTO是要跨页面的,那个CALL是需跨页面的?的确,开始写源程序时并知道何时会发生跨页面跳转或调用,不过当你将源程序汇编时,就会自动给出。当汇编结果显示出:
      X X X(地址)“GOTOout of Range"
      X X X(地址)“CALLout of Range"
  这表明你的程序发生了跨页面的跳转和调用,而你的程序中在这些跨页GOTO和CALL之前还未设置好相应的页面地址。这时应该查看汇编生成的.LST文件,找到这些GOTO和CALL,并查看它们要跳转去的地址处在什么页面,然后再回到源程序(.ASM)做必要的修改。一直到你的源程序汇编通过(0Errors and Warnnings)。
  (4)程序页面的连接
  程序4个页面连接处应该做一些处理。一般建议采用下面的格式:即在进入另一个页面后,马上设置相应的页面地址位(PA1,PA0)。页面处理是PIC16C5X编程中最麻烦的部分,不过并不难。只要做了一次实际的编程练习后,就能掌握了。

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