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PIC系列單片機程序設計基礎
PIC系列單片機程序設計基礎
 更新時間:2009-7-22 16:41:04  點擊數(shù):0
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1、程序的基本格式
        先介紹二條偽指令:
        EQU ——標號賦值偽指令
        ORG ——地址定義偽指令
        PIC16C5X在RESET后指令計算器PC被置為全“1”,所以PIC16C5X幾種型號芯片的復位地址為:
         PIC16C54/55:1FFH
         PIC16C56:3FFH
         PIC16C57/58:7FFH
        一般來說,PIC的源程序并沒有要求統(tǒng)一的格式,大家可以根據(jù)自己的風格來編寫。但這里我們推薦一種清晰明了的格式供參考。
        TITLE This is …… ;程序標題
       。--------------------------------------
       ;名稱定義和變量定義
        ;--------------------------------------
        F0    EQU  0
        RTCC   EQU  1
        PC    EQU  2
        STATUS  EQU  3
        FSR   EQU  4
        RA    EQU  5
        RB    EQU  6
        RC    EQU  7  
             ┋
        PIC16C54 EQU 1FFH ;芯片復位地址
        PIC16C56 EQU 3FFH
        PIC16C57 EQU 7FFH
       ;-----------------------------------------
        ORG PIC16C54 GOTO MAIN  ;在復位地址處轉(zhuǎn)入主程序
        ORG   0          ;在0000H開始存放程序
       ;-----------------------------------------
        ;子程序區(qū)
        ;-----------------------------------------
        DELAY MOVLW 255
            ┋
            RETLW 0
        ;------------------------------------------
       。恢鞒绦騾^(qū)
       ;------------------------------------------
        MAIN
            MOVLW B‘00000000’
            TRIS RB       ;RB已由偽指令定義為6,即B口
             ┋
        LOOP
            BSF RB,7 CALL DELAY        
            BCF RB,7 CALL DELAY
              ┋
            GOTO LOOP
       。-------------------------------------------
             END      ;程序結(jié)束
         注:MAIN標號一定要處在0頁面內(nèi)。
        2、程序設計基礎
        1) 設置 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 端線都可分別單獨地由程序設置為輸入或輸出。這個過程由寫I/O 控制寄存器TRIS
      f來實現(xiàn),寫入值為“1”,則為輸入;寫入值為“0”,則為輸出。
            MOVLW 0FH 。0000 1111(0FH)
                  輸入 輸出
            TRIS 6   。粚中的0FH寫入B口控制器,
                   ;B口高4位為輸出,低4位為輸入。
            MOVLW 0C0H ; 11 000000(0C0H)
                    RB4,RB5輸出0 RB6,RB7輸出1
        2) 檢查寄存器是否為零
        如果要判斷一個寄存器內(nèi)容是否為零,很簡單,現(xiàn)以寄存器F10為例:
            MOVF 10,1      ;F10→F10,結(jié)果影響零標記狀態(tài)位Z
            BTFSS STATUS,Z   。籉10為零則跳
            GOTO NZ       ;Z=0即F10不為零轉(zhuǎn)入標號NZ處程序
             ┋          ;Z=1即F10=0處理程序
        3) 比較二個寄存器的大小
        要比較二個寄存器的大小,可以將它們做減法運算,然后根據(jù)狀態(tài)位C來判斷。注意,相減的結(jié)果放入W,則不會影響二寄存器原有的值。
        例如F8和F9二個寄存器要比較大。
             MOVF 8,0      ;F8→W
             SUBWF 9,0     ;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,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,可以用一個寄存器作計數(shù)器。下例以F10做計數(shù)器,使程序循環(huán)8次。
             COUNT EQU 10    。欢xF10名稱為COUNT(計數(shù)器)
                ┋
             MOVLW 8
             MOVWF COUNT LOOP  ;循環(huán)體
         LOOP
                 ┋
             DECFSZ COUNT,1   ;COUNT減1,結(jié)果為零則跳
             GOTO LOOP      。唤Y(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     。籜→W
             SUBWF Y,0    ;Y—W(X)→W
             BTFSC STATUS,Z  ;X=Y 否
             GOTO NEXT     。籜=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)在某個范圍內(nèi)進行。下例是“FOR X=0 TO 5”格式的程序。F10放X的初值,F(xiàn)11放X的終值。
            START  EQU  10
            DAEND  EQU  11
                 ┋
            MOVLW 0
            MOVWF START    ; 0→START(F10)
            MOVLW 5
            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。
            X  EQU  10
              ┋
            MOVLW  1
            MOVWF  X     ;1→X(F10),作為初值
         LOOP
              ┋
            MOVLW 1
            SUBWF X,0
            BTFSS STATUS,Z  ;X=1否?
            GOTO LOOP     。籜=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。下例是將十進制0~9轉(zhuǎn)換成7段LED數(shù)字顯示值。若以B口的RB0~RB6來驅(qū)動LED的a~g線段,則有如下關(guān)系:

           

        設LED為共陽,則0~9數(shù)字對應的線段值如下表:
            十進數(shù)線段值十進數(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來實現(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。
            MOVLW  TABLE    。槐眍^地址→F10  
            MOVWF  10
                ┋
            MOVLW  1       。1→W,準備取“1”的線段值
            ADDWF  10,1     ;F10+W =“1”的數(shù)據(jù)地址
            CALL  CONVERT
            MOVWF  6       。痪段值置到B口,點亮LED
                ┋
        CONVERT MOVWF  2        ;W→PC TABLE
            RETLW  0C0H     。弧0”線段值
            RETLW  0F9H     ;“1”線段值
                ┋
            RETLW  90H      。弧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)表的一個數(shù)據(jù),然后將數(shù)據(jù)指針加1,準備取下一個數(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。

            POINTER  EQU  11  ;定義F11名稱為POINTER
                ┋
            MOVLW   DATA
            MOVWF   10     ;數(shù)據(jù)表頭地址→F10
            CLRF   POINTER  ;數(shù)據(jù)指針清零
                ┋
            MOVF   POINTER,0  
            ADDWF 10,0     。籛 =F10+POINTER
                ┋
            INCF    POINTER,1 ;指針加1
            CALL CONVERT     ;調(diào)子程序,取表格數(shù)據(jù)
                ┋
        CONVERT MOVWF   2   ;數(shù)據(jù)地址→PC
        DATA  RETLW   20H   ;數(shù)據(jù)
                ┋
            RETLW 15H     。粩(shù)據(jù)
        如果要執(zhí)行“RESTORE”,只要執(zhí)行一條“CLRF POINTER”即可。
        10) 延時程序
        如果延時時間較短,可以讓程序簡單地連續(xù)執(zhí)行幾條空操作指令“NOP”。如果延時時間長,可以用循環(huán)來實現(xiàn)。下例以F10計算,使循環(huán)重復執(zhí)行100次。
            MOVLW D‘100’
            MOVWF 10
        LOOP  DECFSZ 10,1  ;F10—1→F10,結(jié)果為零則跳
            GOTO LOOP
             ┋
        延時程序中計算指令執(zhí)行的時間和即為延時時間。如果使用4MHz振蕩,則每個指令周期為1μS。所以單周期指令時間為1μS,雙周期指令時間為2μS。在上例的LOOP循環(huán)延時時間即為:(1+2)*100+2=302(μS)。在循環(huán)中插入空操作指令即可延長延時時間:

            MOVLW  D‘100’
            MOVWF  10
        LOOP   NOP
             NOP
             NOP
            DECFSZ 10,1
            GOTO LOOP
              ┋
        延時時間=(1+1+1+1+2)*100+2=602(μS)。
        用幾個循環(huán)嵌套的方式可以大大延長延時時間。下例用2個循環(huán)來做延時:
            MOVLW   D‘100’
            MOVWF   10
        LOOP  MOVLW   D‘16’
            MOVWF   11
        LOOP1  DECFSZ   11,1
            GOTO    LOOP1
            DECFSZ   10,1
            GOTO LOOP
             ┋
        延時時間=1+1+[1+1+(1+2)*16-1+1+2]*100-1=5201(μS)
        11) RTCC計數(shù)器的使用
        RTCC是一個脈沖計數(shù)器,它的計數(shù)脈沖有二個來源,一個是從RTCC引腳輸入的外部信號,一個是內(nèi)部的指令時鐘信號?梢杂贸绦騺磉x擇其中一個信號源作為輸入。RTCC可被程序用作計時之用;程序讀取RTCC寄存器值以計算時間。當RTCC作為內(nèi)部計時器使用時需將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:
            RTCC  EQU  1
             ┋
            CLRF  RTCC    ;RTCC清0
            MOVLW  07H
            OPTION   。贿x擇預設倍數(shù)1:256→RTCC
         LOOP  MOVLW  255  ;RTCC計數(shù)終值
            SUBWF  RTCC,0
            BTFSS STATUS,Z  ;RTCC=255?
            GOTO LOOP
             ┋
        這個延時程序中,每過256個指令周期RTCC寄存器增1(分頻比=1:256),設芯片使用4MHz振蕩,則:
        延時時間=256*256=65536(μS)
        RTCC是自振式的,在它計數(shù)時,程序可以去做別的事情,只要隔一段時間去讀取它,檢測它的計數(shù)值即可。
        12) 寄存器體(BANK)的尋址
        對于PIC16C54/55/56,寄存器有32個,只有一個體(BANK),故不存在體尋址問題,對于PIC16C57/58來說,寄存器則有80個,分為4個體(BANK0-BANK3)。在對F4(FSR)的說明中可知,F(xiàn)4的bit6和bit5是寄存器體尋址位,其對應關(guān)系如下:
       
            Bit6  Bit5BANK物理地址
             0    0BANK010H~1FH
             0    1BANK130H~3FH
             1    0BANK250H~5FH
             1    1BANK370H~7FH

        當芯片上電RESET后,F(xiàn)4的bit6,bit5是隨機的,非上電的RESET則保持原先狀態(tài)不變。
        下面的例子對BANK1和BANK2的30H及50H寄存器寫入數(shù)據(jù)。
        例1.(設目前體選為BANK0)
            BSF   4,5    ;置位bit5=1,選擇BANK1
            MOVLW  DATA
            MOVWF  10H    ; DATA→30H
            BCF   4,5
            BSF   4,6   ;bit6=1,bit5=0選擇BANK2
            MOVWF  10H    ;DATA→50H
        從上例中我們看到,對某一體(BANK)中的寄存器進行讀寫,首先要先對F4中的體尋址位進行操作。實際應用中一般上電復位后先清F4的bit6和bit5為0,使之指向BANK0,以后再根據(jù)需要使其指向相應的體。

        注意,在例子中對30H寄存器(BANK1)和50H寄存器(BANK2)寫數(shù)時,用的指令“MOVWF
      10H”中寄存器地址寫的都是“10H”,而不是讀者預期的“MOVWF 30H”和“MOVWF 50H”,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個位:fffff,只能尋址32個(00H—1FH)寄存器。所以要選址80個寄存器,還要再用二位體選址位PA1和PA0。當我們設置好體尋址位PA1和PA0,使之指向一個BANK,那么指令“MOVWF
      10H”就是將W內(nèi)容置入這個BANK中的相應寄存器內(nèi)(10H,30H,50H,或70H)。
        有些設計者第一次接觸體選址的概念,難免理解上有出入,下面是一個例子:
        例2:(設目前體選為BANK0)
            MOVLW  55H 
            MOVWF  30H  ;欲把55H→30H寄存器
            MOVLW  66H
            MOVWF  50H  。挥66H→50H寄存器
        以為“MOVWF 30H”一定能把W置入30H,“MOVWF 50H”一定能把W置入50H,這是錯誤的。因為這兩條指令的實際效果是“MOVWF
      10H”,原因上面已經(jīng)說明過了。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寫程序,則不易混淆。
        例3:假設在程序中用到BANK0,BANK1,BANK2的幾個寄存器如下:
       
            BANK0地址BANK1地址BANK2地址BANK3地址
            A10HB30HC50H·70H
            ········
            ········

             A   EQU  10H  ;BANK0
             B   EQU  10H  ;BANK1
             C   EQU  10H  。籅ANK2
                ┋
             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
                ┋
        程序這樣書寫,相信體選址就不容易錯了。
        13) 程序跨頁面跳轉(zhuǎn)和調(diào)用
        下面介紹PIC16C5X的程序存儲區(qū)的頁面概念和F3寄存器中的頁面選址位PA1和PA0兩位應用的實例。
       。1)“GOTO”跨頁面
         例:設目前程序在0頁面(PAGE0),欲用“GOTO”跳轉(zhuǎn)到1頁面的某個地方
      KEY(PAGE1)。
             STATUS  EQU  3
             PA1   EQU  6
             PA0   EQU  5
                 ┋
             BSF  STATUS,PA0 。籔A0=1,選擇PAGE頁面
             GOTO  KEY     ;跨頁跳轉(zhuǎn)到1頁面的KEY
                 ┋
             KEY   NOP    ;1頁面的程序
                 ┋
       。2)“CALL”跨頁面
        例:設目前程序在0頁面(PAGE0),現(xiàn)在要調(diào)用——放在1頁面(PAGE1)的子程序DELAY。
                 ┋
             BSF  STATUS,PA0  。籔A0=1,選擇PAGE1頁面
             CALL  DELAY     ;跨頁調(diào)用
             BCF  STATUS,PA0  。换謴0頁面地址
                 ┋
             DELAY NOP      。1頁面的子程序
                 ┋
        注意:程序為跨頁CALL而設了頁面地址,從子程序返回后一定要恢復原來的頁面地址。
       。3)程序跨頁跳轉(zhuǎn)和調(diào)用的編寫
        讀者看到這里,一定要問:我寫源程序(.ASM)時,并不去注意每條指令的存放地址,我怎么知道這個GOTO是要跨頁面的,那個CALL是需跨頁面的?
      的確,開始寫源程序時并知道何時會發(fā)生跨頁面跳轉(zhuǎn)或調(diào)用,不過當你將源程序匯編時,就會自動給出。當匯編結(jié)果顯示出:
             X X X(地址)“GOTO out of Range"
             X X X(地址)“CALL out of Range"
        這表明你的程序發(fā)生了跨頁面的跳轉(zhuǎn)和調(diào)用,而你的程序中在這些跨頁GOTO和CALL之前還未設置好相應的頁面地址。這時應該查看匯編生成的.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(0
      Errors and Warnnings)。
         (4)程序頁面的連接
        程序4個頁面連接處應該做一些處理。一般建議采用下面的格式: 即在進入另一個頁面后,馬上設置相應的頁面地址位(PA1,PA0)。
      頁面處理是PIC16C5X編程中最麻煩的部分,不過并不難。只要做了一次實際的編程練習后,就能掌握了。

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