PIC系列單片機程序設計基礎知識詳細說明

PIC系列單片機程序設計基礎

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一的格式，大家可以根據自己的風格來編寫。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

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

F0EQU0

RTCCEQU1

PCEQU2

STATUSEQU3

FSREQU4

RAEQU5

RBEQU6

RCEQU7

┋

PIC16C54EQU1FFH；芯片復位地址

PIC16C56EQU3FFH

PIC16C57EQU7FFH

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

ORG PIC16C54GOTO MAIN；在復位地址處轉入主程序

ORG0；在0000H開始存放程序

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

；子程序區

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

DELAY MOVLW255

┋

RETLW0

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

；主程序區

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

MAIN

MOVLW B‘00000000’

TRIS RB；RB已由偽指令定義為6，即B口

┋

LOOP

BSF RB，7CALL DELAY

BCF RB，7CALL DELAY

┋

GOTO LOOP

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

END；程序結束

注：MAIN標號一定要處在0頁面內。

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TRISf來實現，寫入值為“1”，則為輸入；寫入值為“0”，則為輸出。

MOVLW0FH；00001111（0FH）

輸入輸出

TRIS6；將W中的0FH寫入B口控制器，

；B口高4位為輸出，低4位為輸入。

MOVLW0C0H；11000000（0C0H）

RB4，RB5輸出0RB6，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容是否為零，很簡單，現以寄存器F10為例：

MOVF10，1；F10→F10，結果影響零標記狀態位Z

BTFSS STATUS，Z；F10為零則跳

GOTO NZ；Z=0即F10不為零轉入標號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，然后根據狀態位C來判斷。注意，相減的結果放入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?。?/p>

MOVF8，0；F8→W

SUBWF9，0；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相減結果為正，F9》F8

GOTO F9《

F9；C=0相減結果為負，F9《F8

┋

4）循環n次的程序

如果要使某段程序循環執行n次，可以用一個寄存器作計數器。下例以F10做計數器，使程序循環8次。

COUNT EQU10；定義F10名稱為COUNT（計數器）

┋

MOVLW8

MOVWF COUNT LOOP；循環體

LOOP

┋

DECFSZ COUNT，1；COUNT減1，結果為零則跳

GOTO LOOP；結果不為零，繼續循環

┋；結果為零，跳出循環

5）“IF……THEN……”格式的程序

下面以“IF X=Y THEN GOTO NEXT”格式為例。

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去執行。

┋；X≠Y

6）“FOR……NEXT”格式的程序

“FOR……NEXT”程序使循環在某個范圍內進行。下例是“FOR X=0TO5”格式的程序。F10放X的初值，F11放X的終值。

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，繼續循環

┋；X＝5，結束循環

7）“DO WHILE……END”格式的程序

“DO WHILE……END”程序是在符合條件下執行循環。下例是“DO WHILE X=1”格式的程序。F10放X的值。

XEQU10

┋

MOVLW1

MOVWFX；1→X（F10），作為初值

LOOP

┋

MOVLW1

SUBWF X，0

BTFSS STATUS，Z；X＝1否？

GOTO LOOP；X＝1繼續循環

┋；X≠1跳出循環

8）查表程序

查表是程序中經常用到的一種操作。下例是將十進制0～9轉換成7段LED數字顯示值。若以B口的RB0～RB6來驅動LED的a～g線段，則有如下關系：

設LED為共陽，則0～9數字對應的線段值如下表：

十進數線段值十進數線段值

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。具體是在主程序中先取表數據地址放入W，接著調用子程序，子程序的第一條指令將W置入PC，則程序跳到數據地址的地方，再由“RETLW”指令將數據放入W返回到主程序。下面程序以F10放表頭地址。

MOVLWTABLE；表頭地址→F10

MOVWF10

┋

MOVLW1；1→W，準備取“1”的線段值

ADDWF10，1；F10+W=“1”的數據地址

CALLCONVERT

MOVWF6；線段值置到B口，點亮LED

┋

CONVERT MOVWF2；W→PC TABLE

RETLW0C0H；“0”線段值

RETLW0F9H；“1”線段值

┋

RETLW90H；“9”線段值

9）“READ……DATA，RESTORE”格式程序

“READ……DATA”程序是每次讀取數據表的一個數據，然后將數據指針加1，準備取下一個數據。下例程序中以F10為數據表起始地址，F11做數據指針。

POINTEREQU11；定義F11名稱為POINTER

┋

MOVLWDATA

MOVWF10；數據表頭地址→F10

CLRFPOINTER；數據指針清零

┋

MOVFPOINTER，0

ADDWF10，0；W=F10+POINTER

┋

INCFPOINTER，1；指針加1

CALL CONVERT；調子程序，取表格數據

┋

CONVERT MOVWF2；數據地址→PC

DATARETLW20H；數據

┋

RETLW15H；數據

如果要執行“RESTORE”，只要執行一條“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執行幾條空操作指令“NOP”。如果延時時間長，可以用循環來實現。下例以F10計算，使循環重復執行100次。

MOVLW D‘100’

MOVWF10

LOOPDECFSZ10，1；F10—1→F10，結果為零則跳

GOTO LOOP

┋

延時程序中計算指令執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循環延時時間即為：（1+2）*100+2=302（μS）。在循環中插入空操作指令即可延長延時時間：

MOVLWD‘100’

MOVWF10

LOOPNOP

NOP

NOP

DECFSZ10，1

GOTO LOOP

┋

延時時間=（1+1+1+1+2）*100+2=602（μS）。

用幾個循環嵌套的方式可以大大延長延時時間。下例用2個循環來做延時：

MOVLWD‘100’

MOVWF10

LOOPMOVLWD‘16’

MOVWF11

LOOP1DECFSZ11，1

GOTOLOOP1

DECFSZ10，1

GOTO LOOP

┋

延時時間=1+1+［1+1+（1+2）*16-1+1+2］*100-1=5201（μS）

11）RTCC計數器的使用

RTCC是一個脈沖計數器，它的計數脈沖有二個來源，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：

RTCCEQU1

┋

CLRFRTCC；RTCC清0

MOVLW07H

OPTION；選擇預設倍數1：256→RTCC

LOOPMOVLW255；RTCC計數終值

SUBWFRTCC，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，F4的bit6和bit5是寄存器體尋址位，其對應關系如下：

Bit6Bit5BANK物理地址

00BANK010H～1FH

01BANK130H～3FH

10BANK250H～5FH

11BANK370H～7FH

當芯片上電RESET后，F4的bit6，bit5是隨機的，非上電的RESET則保持原先狀態不變。

下面的例子對BANK1和BANK2的30H及50H寄存器寫入數據。

例1．（設目前體選為BANK0）

BSF4，5；置位bit5=1，選擇BANK1

MOVLWDATA

MOVWF10H；DATA→30H

BCF4，5

BSF4，6；bit6=1，bit5=0選擇BANK2

MOVWF10H；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）寫數時，用的指令“MOVWF10H”中寄存器地址寫的都是“10H”，而不是讀者預期的“MOVWF30H”和“MOVWF50H”，為什么？

讓我們回顧一下指令表。在PIC16C5X的所有有關寄存器的指令碼中，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“MOVWF10H”就是將W內容置入這個BANK中的相應寄存器內（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）

MOVLW55H

MOVWF30H；欲把55H→30H寄存器

MOVLW66H

MOVWF50H；欲把66H→50H寄存器

以為“MOVWF30H”一定能把W置入30H，“MOVWF50H”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“MOVWF10H”，原因上面已經說明過了。所以例2這段程序最后結果是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

········

········

AEQU10H；BANK0

BEQU10H；BANK1

CEQU10H；BANK2

┋

FSREQU4

Bit6EQU6

Bit5EQU5

DATAEQU55H

┋

MOVLWDATA

MOVWFA

BSFFSR，Bit5

MOVWFB；DATA→F30H

BCFFSR，Bit5

BSFFSR，Bit6

MOVWFC；DATA→F50H

┋

程序這樣書寫，相信體選址就不容易錯了。

13）程序跨頁面跳轉和調用

下面介紹PIC16C5X的程序存儲區的頁面概念和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”跳轉到1頁面的某個地方

KEY（PAGE1）。

STATUSEQU3

PA1EQU6

PA0EQU5

┋

BSFSTATUS，PA0；PA0=1，選擇PAGE頁面

GOTOKEY；跨頁跳轉到1頁面的KEY

┋

KEYNOP；1頁面的程序

┋

（2）“CALL”跨頁面

例：設目前程序在0頁面（PAGE0），現在要調用——放在1頁面（PAGE1）的子程序DELAY。

┋

BSFSTATUS，PA0；PA0=1，選擇PAGE1頁面

CALLDELAY；跨頁調用

BCFSTATUS，PA0；恢復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）程序跨頁跳轉和調用的編寫

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生跨頁面跳轉或調用，不過當你將源程序匯編時，就會自動給出。當匯編結果顯示出：

X X X（地址）“GOTOout of Range“

X X X（地址）“CALLout of Range”

這表明你的程序發生了跨頁面的跳轉和調用，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（0Errors 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。