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十年專注單片機(jī)方案開發(fā)的方案公司英銳恩,分享8位PIC單片機(jī)匯編語言常用指令識讀-知識點(diǎn)。英銳恩現(xiàn)提供服務(wù)產(chǎn)品涉及主控芯片:8位單片機(jī)、16位單片機(jī)、32位單片機(jī)及各類運(yùn)算放大器等。
各大類單片機(jī)的指令系統(tǒng)是沒有通用性的,它是由單片機(jī)生產(chǎn)廠家規(guī)定的,所以用戶必須遵循廠家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),才能達(dá)到應(yīng)用單片機(jī)的目的?! IC 8位單片機(jī)共有三個(gè)級別,有相對應(yīng)的指令集?;炯塒IC系列芯片共有指令33條,每條指令是12位字長;中級PIC系列芯片共有指令35條,每條指令是14位字長;高級PIC系列芯片共有指令58條,每條指令是16位字長。其指令向下兼容?! ≡谶@里筆者介紹PIC 8位單片機(jī)匯編語言指令的組成及指令中符號的功能,以供初學(xué)者閱讀相關(guān)書籍和資料時(shí)快速入門。
一、PIC匯編語言指令格式 PIC系列微控制器匯編語言指令與MCS-51系列單片機(jī)匯編語言一樣,每條匯編語言指令由4個(gè)部分組成,其書寫格式如下: 標(biāo)號 操作碼助記符 操作數(shù)1,操作數(shù)2;注釋 指令格式說明如下:指令的4個(gè)部分之間由空格作隔離符,空格可以是1格或多格,以保證交叉匯編時(shí),PC機(jī)能識別指令。
1標(biāo)號 與MCS-51系列單片機(jī)功能相同,標(biāo)號代表指令的符號地址。在程序匯編時(shí),已賦以指令存儲器地址的具體數(shù)值。匯編語言中采用符號地址(即標(biāo)號)是便于查看、修改,尤其是便于指令轉(zhuǎn)移地址的表示。標(biāo)號是指令格式中的可選項(xiàng),只有在被其它語句引用時(shí)才需派上標(biāo)號。在無標(biāo)號的情況下,指令助記符前面必須保留一個(gè)或一個(gè)以上的空格再寫指令助記符。指令助記符不能占用標(biāo)號的位置,否則該助記符會(huì)被匯編程序作標(biāo)號誤處理?! 鴮憳?biāo)號時(shí),規(guī)定第一字符必須是字母或半角下劃線“—”,它后面可以跟英文和數(shù)字字符、冒號(:)制符表等,并可任意組合。再有標(biāo)號不能用操作碼助記符和寄存器的代號表示。標(biāo)號也可以單獨(dú)占一行?!?/p>
2操作碼助記符 該字段是指令的必選項(xiàng)。該項(xiàng)可以是指令助記符,也可以由偽指令及宏命令組成,其作用是在交叉匯編時(shí),“指令操作碼助記符”與“操作碼表”進(jìn)行逐一比較,找出其相應(yīng)的機(jī)器碼一一代之。
3操作數(shù) 由操作數(shù)的數(shù)據(jù)值或以符號表示的數(shù)據(jù)或地址值組成。若操作數(shù)有兩個(gè),則兩個(gè)操作數(shù)之間用逗號(,)分開。當(dāng)操作數(shù)是常數(shù)時(shí),常數(shù)可以是二進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制或十六進(jìn)制數(shù)。還可以是被定義過的標(biāo)號、字符串和ASCⅡ碼等。具體表示時(shí),規(guī)定在二進(jìn)制數(shù)前冠以字母“B”,例如B10011100;八進(jìn)制數(shù)前冠以字母“O”,例如O257;十進(jìn)制數(shù)前冠以字母“D”,例如D122;十六進(jìn)制數(shù)前冠以“H”,例如H2F。在這里PIC 8位單片機(jī)默認(rèn)進(jìn)制是十六進(jìn)制,在十六進(jìn)制數(shù)之前加上Ox,如H2F可以寫成Ox2F?! ≈噶畹牟僮鲾?shù)項(xiàng)也是可選項(xiàng)?! IC系列與MCS-51系列8位單片機(jī)一樣,存在尋址方法,即操作數(shù)的來源或去向問題。因PIC系列微控制器采用了精簡指令集(RISC)結(jié)構(gòu)體系,其尋址方式和指令都既少而又簡單。其尋址方式根據(jù)操作數(shù)來源的不同,可分為立即數(shù)尋址、直接尋址、寄存器間接尋址和位尋址四種。所以PIC系列單片機(jī)指令中的操作數(shù)常常出現(xiàn)有關(guān)寄存器符號。有關(guān)的尋址實(shí)例,均可在本文的后面找到。
4注釋 用來對程序作些說明,便于人們閱讀程序。注釋開始之前用分號(;)與其它部分相隔。當(dāng)匯編程序檢測到分號時(shí),其后面的字符不再處理。值得注意:在用到子程序時(shí)應(yīng)說明程序的入口條件、出口條件以及該程序應(yīng)完成的功能和作用。
二、清零指令(共4條)
1寄存器清零指令 實(shí)例:CLRW;寄存器W被清零 說明:該條指令很簡單,其中W為PIC單片機(jī)的工作寄存器,相當(dāng)于MCS-51系列單片機(jī)中的累加器A,CLR是英語Clear的縮寫字母。
2看門狗定時(shí)器清零指令?! ?shí)例:CLRWDT;看門狗定時(shí)器清零(若已賦值,同時(shí)清預(yù)分頻器) 說明:WDT是英語Watchdog Timer的縮寫字母。CLR見上述說明。注意該兩條指令無操作數(shù)。
3寄存器f清零指令。指令格式:CLRF f 實(shí)例:CLRF TMRO;對TMRO清零 說明:在PIC系列8位單片機(jī)中,常用符號F(或f)代表片內(nèi)的各種寄程器和F的序號地址。F取值按PIC系列不同型號而不同,一般為Ox00~Ox1F/7F/FF。TMRO代表定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TMRO,所以CLRF對寄程器清零,采用了直接尋址方式直接給出要訪問的寄存器TMRO?!?/p>
4位清零指令。指令格式 BCF f,b 實(shí)例:BCF REG1,2;把寄存器REG1的D2位清零 說明:BCF是英語Bit Clear F的縮寫。指令格式中的F,同上說明;符號b是表示PIC片內(nèi)某個(gè)8位數(shù)據(jù)寄存器F的位號(或位地址),所以b的取值為0~7或D0~D7。實(shí)例中REG是Register的縮寫。實(shí)例中的2代表指令格式中的b=2即寄存器REG1的D2位。
通過上述四條清零指令格式和實(shí)例,可以說明,學(xué)習(xí)PIC系列8位單片機(jī)的指令時(shí)應(yīng)首先了解指令的助記符意義(功能),再有就是它的表達(dá)方式。初學(xué)者沒有必要死記指令,重要是理解和實(shí)踐。 10有一RB(8位)寄存器,其工作狀態(tài)RB=OxB8,對它執(zhí)行指令: BCF RB,4 執(zhí)行后的RB=B ?。籓x ??;O 和D ?! ?1指令中的標(biāo)號是可選項(xiàng),在什么條件下可派上用場?
三、面向字節(jié)、常數(shù)與控制操作的指令
1傳送立即數(shù)至工作寄存器W指令 指令格式:MOVLW k;k表示常數(shù)、立即數(shù)和標(biāo)號 說明:MOVLW是Move Literal to w的縮寫 實(shí)例:MOVL 0x1E;常數(shù)30送W
2I/O口控制寄存器TRIS設(shè)置指令 指令格式;TRIS f 說明;TRIS f是Load TRIS Register的縮寫。其功能是把工作寄存器W的內(nèi)容送入I/O口控制寄存器f。當(dāng)W=0時(shí),置對應(yīng)I/O口為輸出;W=1,置I/O口為輸入?! ?shí)例:MOVLW 0x00 ;把00H送入W TRIS RA ;置PIC RA口為輸出 MOVLW 0xFF ;把FFH送入W TRIS RB ;置PIC RB口為輸入 說明:這是PIC匯編語言中常用的幾條指令,即設(shè)置某個(gè)I/O口(這里是RA口和RB口)為輸入或輸出的語句??梢姡R讀指令時(shí),一應(yīng)充分理解語句格式的功能,二應(yīng)前后聯(lián)系閱讀。
3W寄存器內(nèi)容送寄存器f(W內(nèi)容保持不變)指令 指令格式:MOVWF f 說明:MOVWF是Move W to f的縮寫 實(shí)例:MOVLW 0x0B;送0BH送W MOVWF 6 ;送W內(nèi)容到RB口 說明:第一條指令0x0B(常數(shù)11)送工作寄存器W,第二條指令,把W內(nèi)容常數(shù)11送到寄存器F6中,查表F6即為RB口,所以PORT_B(B口)=0BH=D11
4寄存器f傳送指令 指令格式:MOVF f,d 說明:MOVF是Move f的縮寫。F代表PIC中的某個(gè)寄存器。指令中的d規(guī)定:d=0時(shí),f內(nèi)容送W;d=1時(shí),f內(nèi)容送寄存器?! ?shí)例:MOVF 6,0 ;RB口內(nèi)容送W MOVWF 8 ;RB口內(nèi)容送f8 說明:第一條指令中的6代表寄存器f=6,查寄存器表f=6為RB口;0代表d=0,代表選擇的目標(biāo)為寄存器W。第二條指令中的8代表寄存器f=8。所以兩條指令結(jié)果是把RB口的內(nèi)容送f8。至于f8內(nèi)容是多少?還應(yīng)在匯編語言開始時(shí)附加指令,這里從略。
5空操作指令 指令格式:NOP 說明:NOP是英語No Operation的縮寫。NOP無操作數(shù),所以稱為空操作。執(zhí)行NOP指令只使程序計(jì)數(shù)器PC加1,所以占用一個(gè)機(jī)器周期。 實(shí)例:MOVLW 0xOF ;送OFH到W MOVWF PORT_B ;W內(nèi)容寫入B口 NOP ;空操作 MOVF PORT_B,W ;讀操作 說明:該三條指令是一種對I/O口的B口連續(xù)操作的實(shí)例,其目的達(dá)到寫入B口的內(nèi)容要讀出時(shí),應(yīng)保證寫、讀之間有個(gè)穩(wěn)定時(shí)間,因此加入了空操作指令NOP。
6無條件跳轉(zhuǎn)指令 指令格式:GOTO k 說明:執(zhí)行該條指令時(shí),將指令轉(zhuǎn)移到指定的地址(跳轉(zhuǎn))。指令中的k,常與程序中的標(biāo)號聯(lián)系起來?! ?shí)例:見第9條指令中
7寄存器內(nèi)容減1,結(jié)果為零的間跳指令 指令格式:DECFSZ f,d 說明:DECFSZ是英語Decrement f,Skip of not 0的縮寫。符號f,d代表的意義,前述已作說明。該條指令是指寄存器的內(nèi)容減1存入W(d=0)或f(d=1)中。若指令執(zhí)行結(jié)果減1不為零,指令順序執(zhí)行;為零時(shí),就間跳下一條指令后再執(zhí)行(等效順序執(zhí)行一條空指令NOP),實(shí)際指令中,當(dāng)d=1時(shí),該項(xiàng)常被略去。
8寄存器內(nèi)容加1,結(jié)果為零間跳指令 指令格式:INCFSZ f,d 說明:INCFSZ是英語Increment f,Skip of 0的縮寫。該條指令與上一條(7)指令差別僅在于“1”上,即執(zhí)行這條指令時(shí),寄存器f內(nèi)容加1,若結(jié)果不為零,則指令順序執(zhí)行;為零則指令間跳執(zhí)行。執(zhí)行這條指令的其它邏輯關(guān)系與上條相同。
9子程序返回指令 指令格式:RETLW k 說明:RETLW是Return Literal to W的縮寫。該指令代表子程序返回,返回前先把8位立即數(shù)送W?! ?shí)例:PIC某個(gè)匯編語言的延時(shí)子程序(摘要): (1)BELY MOVLW 0xC5 ;送延時(shí)常數(shù)0C5H入W (2) MOVWF COUNT2;0C5H送入計(jì)數(shù)器2 (3) CLRF COUNT1;對計(jì)數(shù)器1清零 (4)LOOP INCFSZ COUNT1;計(jì)數(shù)器1加1計(jì)數(shù)器1加 1結(jié)果不為零,跳轉(zhuǎn)循環(huán) (5) GOTO LOOP ; (6) DECTSZ CPUNT2 ;計(jì)數(shù)2減1計(jì)數(shù)器2減1 結(jié)果不為零,跳轉(zhuǎn)循環(huán)重 復(fù)執(zhí)行第4條指令 (7) GOTO LOOP??; (8) RETLW 0 ??;子程序執(zhí)行結(jié)束返回 說明:程序中的注釋已分別對每條指令的功能作了說明,補(bǔ)充說明1當(dāng)執(zhí)行第(4)條加1指令結(jié)果為零時(shí),就間跳轉(zhuǎn)到執(zhí)行第(6)條指令。2當(dāng)執(zhí)行第(6)條減1指令結(jié)果為零時(shí),就間跳轉(zhuǎn)到第(8)條子程序返回,整個(gè)延時(shí)指令才算完成。3計(jì)數(shù)器1或2代表PIC中某個(gè)寄存器,該寄存器由程序開始的偽指令賦值決定(關(guān)于偽指令今后將作專門介紹)。
本文關(guān)于指令的注釋將與前述指令中的略有不同。前述指令注釋時(shí)是對指令具體完成的功能給以說明,這種注釋方法對初學(xué)者確實(shí)易于接受和理解,但是實(shí)際應(yīng)用中的PIC產(chǎn)品匯編語言的注釋通常是以程序要做什么(或指令的作用)而不是說指令的直接功能。鑒于上述原因,下述的指令注釋將改變過去的注釋方法,用程序應(yīng)起的作用作注釋。
10寄程器半字節(jié)交換指令 指令格式:SWAPF f,d 說明:SWAPF是Swap f的合寫。符號f、d的意義與前述的相同。該條指令的功能是寄存器f的高4位與低4位交換,即指令執(zhí)行前,若寄存器f的8位狀態(tài)為D7、D6、D5、D4、D3、D2、D1、D0,執(zhí)行后的8位狀態(tài)變?yōu)镈3、D2、D1、D0、D7、D6、D5、D4,其結(jié)果存入W(d=0)或f(d=1)中?! ?shí)例:中斷現(xiàn)場保護(hù)是中斷技術(shù)中重要部分。由于PIC16C××指令系統(tǒng)中沒有進(jìn)棧PUSH和出棧POP指令,所以只能用其它指令來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)樵谥鞒绦蛑谐3S玫焦ぷ骷拇嫫鱓和狀態(tài)寄存器STATUS,所以中斷現(xiàn)場保護(hù)常要保護(hù)寄存器W和STATUS?! ∠旅媸菍IC16C7×系列芯片中斷現(xiàn)場保護(hù)的實(shí)例程序。 MOVWF W_TEMP ;將W內(nèi)容存入到臨時(shí)寄存器 W_TEMP中 SWAPF STATUS,W ;交換STATUS與W內(nèi)容 MOVWF STATUS_TEMP ;將STATUS的內(nèi)容存入到臨 … 時(shí)寄存器STATUS_TEMP中中斷服務(wù)程序 … SWAPF STATUS_TEMP,W;交換STATUS_TEMP與W 的內(nèi)容 MOVWF STATUS ;STATUS復(fù)原成原來的狀態(tài) SWAPF W_TEMP,F(xiàn) ;交換內(nèi)容 SWAPF W_TEMP,W ?。籛復(fù)原成原來的狀態(tài) 說明:上述程序中各條指令的注釋基本上都是以程序應(yīng)達(dá)到的目的而注釋的,對每條指令的功能幾乎未涉及。這是初學(xué)者應(yīng)特別注意的。
11子程序調(diào)用指令(Subroutine Call) 指令格式:CALL k;k為立即地址 說明:子程序調(diào)用,不同型號芯片的實(shí)現(xiàn)方法不盡相同,其共同點(diǎn)是首先將返回地址((PC)+1)壓棧保護(hù),再轉(zhuǎn)入所調(diào)用的子程序入口地址執(zhí)行(與MCS-51指令功能相似)。指令格式模式:HERE CALL DELAY;調(diào)用延時(shí)子程序 … DELAY MOVLW 0x80??;延時(shí)子程序 RETLW 0 說明:調(diào)用指令執(zhí)行前,PC=地址HERE 調(diào)用指令執(zhí)行后,PC=地址DELAY(標(biāo)號),堆棧指針TOS=HERE+1(返回地址)?! ?shí)例:見下條指令的實(shí)例 12寄存器內(nèi)容取反指令 指令格式:COMF f,d 說明:COMF是Complement f的縮寫。其中d=1時(shí),操作(f)→f;d=0時(shí),操作(f)→w。 功能:寄存器f內(nèi)容取反后送入W(d=0)或f自身(d=1)?! ?shí)例: ORG 0x1FF GOTO MAIN ORG 0 DELAY … MAIN MOVLW 0 ;主程序開始 TRTS 5 ;設(shè)置RA口為輸出 BCF 5,0 ;置RA口0位為0 LOOP CALL DELAY;閃動(dòng)延時(shí) COMF 5 ;RA口求反(亮—滅— 亮……控制) GOTO LOOP ;循環(huán) …
說明:上述指令是一種PIC16C54 LED發(fā)光控制實(shí)驗(yàn)部分程序。其中延時(shí)子程序DELY未列出,但不影響本條指令的識讀。程序中的主程序開始的三條指令,均已介紹過,緊跟著的CALL指令是調(diào)用執(zhí)行子程序,其入口地址為標(biāo)號DELAY。子程序執(zhí)行結(jié)束后,又執(zhí)行COMF 5的LED發(fā)光亮—滅…亮—滅……控制指令。后面一條GOTO LOOP指令是達(dá)到LED循環(huán)點(diǎn)亮目的?! ?3面向位的操作指令(共4條,PIC高級產(chǎn)品多增一條) 該類指令除一條位清零外,另有一條寄存器f位b的置1指令和另外兩條位跳步指令(PIC高級產(chǎn)品多增一條f的b位觸發(fā)轉(zhuǎn)換指令)?! ?1)位置1指令。指令格式 BSF f,b 說明:BSF是Bit Set f的縮寫。F和b的意義與前述相同,該條指令的功能是將寄存器f的b位置1?! ?2)位測試、為零間跳指令。指令格式 BTFSC f,b 說明:BTFSC是Bit Test,Skip if Clear的縮寫。指令功能是測試寄存器f位“b”,如為0,跳過下一條指令;為1順序執(zhí)行,即當(dāng)f(b)=0時(shí),就不執(zhí)行當(dāng)前指令而執(zhí)行下一條指令(間跳),即用一條空指令NOP代替它,所以該條指令占用2個(gè)指令周期?! ?3)位測試、為1間跳指令。指令格式 BTFSS f,b 說明:BTFSS是Bit Test,Skip if Set的縮寫。其指令的邏輯功能與上條相反,位測試f(b)=1就間跳執(zhí)行,f(b)=0順序執(zhí)行?! ∩厦娼榻B的PIC 8位單片機(jī)匯編語言指令僅是部分指令,此外還有循環(huán)左、右移指令;W和寄存器f相“加”、相“與”指令和進(jìn)入睡眠方式等指令。鑒于報(bào)紙版面的限制,不在這里一一介紹,今后將在程序的應(yīng)用試驗(yàn)中再作補(bǔ)充說明?! ~啥肌∈窞椤 ?知識競賽試題: 13請把下列程序加注釋,程序中的“5”代表RA(F5)口;“6”代表RB(F6)口?! LRW ??;MOVLW OFFH TRIS 5 TRIS 6 BCF 5,1 BCF 50 BSF 5,0 … 右排接左