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PIC系列单片机程序设计基础

更新时间: 2019-03-23
阅读量:2159

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  

       ┋

  PIC16C54 EQU 1FFH ;芯片复位地址

  PIC16C56 EQU 3FFH

  PIC16C57 EQU 7FFH

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

  ORG PIC16C54 GOTO 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 MOVLW 255

      ┋

      RETLW 0

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

  ;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,7 CALL DELAY        

      BCF RB,7 CALL 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TRIS f来实现,写入值为“1”,则为输入;写入值为“0”,则为输出。

      MOVLW 0FH  ;0000 1111(0FH)

            输入 输出

      TRIS 6    ;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。

      MOVLW 0C0H ; 11 000000(0C0H)

              RB4,RB5输出0 RB6,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:

      MOVF 10,1      ;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:

       MOVF 8,0       ;F8→W

       SUBWF 9,0      ;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 EQU 10     ;定义F10名称为COUNT(计数器)

          ┋

       MOVLW 8

       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)&ldquo;IF&hellip;&hellip;THEN&hellip;&hellip;&rdquo;格式的程序

  下面以&ldquo;IF X=Y THEN GOTO NEXT&rdquo;格式为例。

       MOVF X,0      ;X&rarr;W

       SUBWF Y,0     ;Y&mdash;W(X)&rarr;W

       BTFSC STATUS,Z   ;X=Y 否

       GOTO NEXT      ;X=Y,跳到NEXT去执行。

          ┋       ;X&ne;Y

   6)&ldquo;FOR&hellip;&hellip;NEXT&rdquo;格式的程序

  &ldquo;FOR&hellip;&hellip;NEXT&rdquo;程序使循环在某个范围内进行。下例是&ldquo;FOR X=0 TO 5&rdquo;格式的程序。F10放X的初值,F11放X的终值。

      START  EQU  10

      DAEND  EQU  11

           ┋

      MOVLW 0

      MOVWF START     ; 0&rarr;START(F10)

      MOVLW 5

      MOVWF DAEND     ;5&rarr;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)&ldquo;DO WHILE&hellip;&hellip;END&rdquo;格式的程序





  &ldquo;DO WHILE&hellip;&hellip;END&rdquo;程序是在符合条件下执行循环。下例是&ldquo;DO WHILE X=1&rdquo;格式的程序。F10放X的值。

      X  EQU  10

        ┋

      MOVLW  1

      MOVWF  X     ;1&rarr;X(F10),作为初值

   LOOP

        ┋

      MOVLW 1

      SUBWF X,0

      BTFSS STATUS,Z   ;X=1否?

      GOTO LOOP      ;X=1继续循环

        ┋        ;X&ne;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&ldquo;RETLW&rdquo;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&rarr;F10  

      MOVWF  10

          ┋

      MOVLW  1        ;1&rarr;W,准备取&ldquo;1&rdquo;的线段值

      ADDWF  10,1      ;F10+W =&ldquo;1&rdquo;的数据地址

      CALL  CONVERT

      MOVWF  6        ;线段值置到B口,点亮LED

          ┋

  CONVERT MOVWF  2        ;W&rarr;PC TABLE

      RETLW  0C0H      ;&ldquo;0&rdquo;线段值

      RETLW  0F9H      ;&ldquo;1&rdquo;线段值

          ┋

      RETLW  90H       ;&ldquo;9&rdquo;线段值

   9)&ldquo;READ&hellip;&hellip;DATA,RESTORE&rdquo;格式程序

  &ldquo;READ&hellip;&hellip;DATA&rdquo;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&rarr;F10

      CLRF   POINTER   ;数据指针清零

          ┋

      MOVF   POINTER,0  

      ADDWF 10,0      ;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&rarr;PC

  DATA  RETLW   20H    ;数据

          ┋

      RETLW 15H      ;数据

  如果要执行&ldquo;RESTORE&rdquo;,只要执行一条&ldquo;CLRF POINTER&rdquo;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&ldquo;NOP&rdquo;。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&lsquo;100&rsquo;

      MOVWF 10

  LOOP  DECFSZ 10,1   ;F10&mdash;1&rarr;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1&mu;S。所以单周期指令时间为1&mu;S,双周期指令时间为2&mu;S。在上例的LOOP循环延时时间即为:(1+2)*100+2=302(&mu;S)。在循环中插入空操作指令即可延长延时时间:

      MOVLW  D&lsquo;100&rsquo;

      MOVWF  10

  LOOP   NOP

       NOP

       NOP

      DECFSZ 10,1

      GOTO LOOP

        ┋

  延时时间=(1+1+1+1+2)*100+2=602(&mu;S)。

  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&lsquo;100&rsquo;

      MOVWF   10

  LOOP  MOVLW   D&lsquo;16&rsquo;

      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(&mu;S)

  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&rarr;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(&mu;S)

  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    0BANK0 10H~1FH  0    1BANK1 30H~3FH  1    0BANK2 50H~5FH  1    1BANK3 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&rarr;30H

      BCF   4,5

      BSF   4,6   ;bit6=1,bit5=0选择BANK2

      MOVWF  10H    ;DATA&rarr;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&ldquo;MOVWF 10H&rdquo;中寄存器地址写的都是&ldquo;10H&rdquo;,而不是读者预期的&ldquo;MOVWF 30H&rdquo;和&ldquo;MOVWF 50H&rdquo;,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&mdash;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&ldquo;MOVWF 10H&rdquo;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&rarr;30H寄存器

      MOVLW  66H

      MOVWF  50H   ;欲把66H&rarr;50H寄存器

  以为&ldquo;MOVWF 30H&rdquo;一定能把W置入30H,&ldquo;MOVWF 50H&rdquo;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&ldquo;MOVWF 10H&rdquo;,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 &middot; 70H &middot; &middot; &middot; &middot; &middot; &middot; &middot; &middot; &middot; &middot; &middot; &middot; &middot; &middot; &middot; &middot;

       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&rarr;F30H

       BCF   FSR,Bit5

       BSF   FSR,Bit6

       MOVWF  C     ;DATA&rarr;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)&ldquo;GOTO&rdquo;跨页面

   例:设目前程序在0页面(PAGE0),欲用&ldquo;GOTO&rdquo;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)&ldquo;CALL&rdquo;跨页面

  例:设目前程序在0页面(PAGE0),现在要调用&mdash;&mdash;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)&ldquo;GOTO out of Range"

       X X X(地址)&ldquo;CALL out 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(0 Errors 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。