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PIC系列单片机程序设计基础知识详细说明

Wildesbeast 来源:网络整理 作者:佚名 2021-04-05 18:09 次阅读

PIC系列单片机程序设计基础

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

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

F0EQU0

RTCCEQU1

PCEQU2

STATUSEQU3

FSREQU4

RAEQU5

RBEQU6

RCEQU7

PIC16C54EQU1FFH;芯片复位地址

PIC16C56EQU3FFH

PIC16C57EQU7FFH

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

ORG PIC16C54GOTO MAIN;在复位地址处转入主程序

ORG0;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。

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,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。

XEQU10

MOVLW1

MOVWFX;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

0C0H592H

1C9H682H

2A4H7F8H

3B0H880H

499H990H

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。

MOVLWTABLE;表头地址→F10

MOVWF10

MOVLW1;1→W,准备取“1”的线段值

ADDWF10,1;F10+W=“1”的数据地址

CALLCONVERT

MOVWF6;线段值置到B口,点亮LED

CONVERT MOVWF2;W→PC TABLE

RETLW0C0H;“0”线段值

RETLW0F9H;“1”线段值

RETLW90H;“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。

POINTEREQU11;定义F11名称为POINTER

MOVLWDATA

MOVWF10;数据表头地址→F10

CLRFPOINTER;数据指针清零

MOVFPOINTER,0

ADDWF10,0;W=F10+POINTER

INCFPOINTER,1;指针加1

CALL CONVERT;调子程序,取表格数据

CONVERT MOVWF2;数据地址→PC

DATARETLW20H;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

LOOPDECFSZ10,1;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:

MOVLWD‘100’

MOVWF10

LOOPNOP

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:

MOVLWD‘100’

MOVWF10

LOOPMOVLWD‘16’

MOVWF11

LOOP1DECFSZ11,1

GOTOLOOP1

DECFSZ10,1

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:

RTCCEQU1

CLRFRTCC;RTCC清0

MOVLW07H

OPTION;选择预设倍数1:256→RTCC

LOOPMOVLW255;RTCC计数终值

SUBWFRTCC,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:

Bit6Bit5BANK物理地址

00BANK010H~1FH

01BANK130H~3FH

10BANK250H~5FH

11BANK370H~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)

BSF4,5;置位bit5=1,选择BANK1

MOVLWDATA

MOVWF10H;DATA→30H

BCF4,5

BSF4,6;bit6=1,bit5=0选择BANK2

MOVWF10H;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)

MOVLW55H

MOVWF30H;欲把55H→30H寄存器

MOVLW66H

MOVWF50H;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

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)。

STATUSEQU3

PA1EQU6

PA0EQU5

BSFSTATUS,PA0;PA0=1,选择PAGE页面

GOTOKEY;跨页跳转到1页面的KEY

KEYNOP;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。

BSFSTATUS,PA0;PA0=1,选择PAGE1页面

CALLDELAY;跨页调用

BCFSTATUS,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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