PIC系列單片機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

     1、程序的基本格式

　　先介紹二條偽指令：
　　EQU ——標(biāo)號(hào)賦值偽指令 
　　ORG ——地址定義偽指令 
　　PIC16C5X在RESET后指令計(jì)算器PC被置為全“1”，所以PIC16C5X幾種型號(hào)芯片的復(fù)位地址為：
　　 PIC16C54/55：1FFH
　　 PIC16C56：3FFH
　　 PIC16C57/58：7FFH
　　

       一般來(lái)說(shuō)，PIC的源程序并沒(méi)有要求統(tǒng)一的格式，大家可以根據(jù)自己的風(fēng)格來(lái)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(biāo)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(fù)位地址 
　　PIC16C56 EQU 3FFH 
　　PIC16C57 EQU 7FFH 
　?。?----------------------------------------
　　ORG PIC16C54 GOTO MAIN 　??；在復(fù)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 
　??；------------------------------------------ 
　??；主程序區(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(biāo)號(hào)一定要處在0頁(yè)面內(nèi)。 
　　

        2、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 
　　1) 設(shè)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(dú)地由程序設(shè)置為輸入或輸出。這個(gè)過(guò)程由寫I/O 控制寄存器TRIS f來(lái)實(shí)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(gè)寄存器內(nèi)容是否為零，很簡(jiǎn)單，現(xiàn)以寄存器F10為例： 
　　　　　　MOVF 10，1 　　　　　；F10→F10，結(jié)果影響零標(biāo)記狀態(tài)位Z 
　　　　　　BTFSS STATUS，Z 　　?。籉10為零則跳 
　　　　　　GOTO NZ 　　　　　　?。籞=0即F10不為零轉(zhuǎn)入標(biāo)號(hào)NZ處程序 
　　　　　　 ┋ 　　　　　　　　?。籞=1即F10=0處理程序 
　　3) 比較二個(gè)寄存器的大小 
　　要比較二個(gè)寄存器的大小，可以將它們做減法運(yùn)算，然后根據(jù)狀態(tài)位C來(lái)判斷。注意，相減的結(jié)果放入W，則不會(huì)影響二寄存器原有的值。 
　　例如F8和F9二個(gè)寄存器要比較大小： 
　　　　　　 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(fù)，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(gè)寄存器作計(jì)數(shù)器。下例以F10做計(jì)數(shù)器，使程序循環(huán)8次。 
　　　　　　 COUNT EQU 10 　　　?。欢xF10名稱為COUNT（計(jì)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 　　　　　??；結(jié)果不為零，繼續(xù)循環(huán) 
　　　　　　　　　　 ┋ 　　　　　?。唤Y(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 　　　　??；X→W 
　　　　　　 SUBWF Y，0 　　　?。籝—W（X）→W 
　　　　　　 BTFSC STATUS，Z 　?。籜=Y 否 
　　　　　　 GOTO NEXT 　　　　??；X=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(gè)范圍內(nèi)進(jìn)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 　　　?。籗TART=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(jìn)制0～9轉(zhuǎn)換成7段LED數(shù)字顯示值。若以B口的RB0～RB6來(lái)驅(qū)動(dòng)LED的a～g線段，則有如下關(guān)系：

　　設(shè)LED為共陽(yáng)，則0～9數(shù)字對(duì)應(yīng)的線段值如下表：

十進(jìn)數(shù) 線段值 十進(jìn)數(shù) 線段值 
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帶值返回的特點(diǎn)來(lái)實(shí)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(zhǔn)備取“1”的線段值 
　　　　　　ADDWF 　10，1 　　　　??；F10+W =“1”的數(shù)據(jù)地址 
　　　　　　CALL　 CONVERT 
　　　　　　MOVWF 　6 　　　　　　　；線段值置到B口，點(diǎn)亮LED 
　　　　　　　　　 ┋ 
　　CONVERT MOVWF　 2　　　　　　　 ；W→PC TABLE 
　　　　　　RETLW 　0C0H 　　　　　；“0”線段值 
　　　　　　RETLW 　0F9H 　　　　?。弧?”線段值 
　　　　　　　　　 ┋ 
　　　　　　RETLW 　90H 　　　　　??；“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(gè)數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)指針加1，準(zhǔn)備取下一個(gè)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 　?。欢xF11名稱為POINTER 
　　　　　　　　　 ┋ 
　　　　　　MOVLW 　　DATA 
　　　　　　MOVWF 　　10 　　　?。粩?shù)據(jù)表頭地址→F10 
　　　　　　CLRF 　　POINTER 　??；數(shù)據(jù)指針清零 
　　　　　　　　　 ┋ 
　　　　　　MOVF 　　POINTER，0 　
　　　　　　ADDWF 10，0 　　　　??；W =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 　　?。粩?shù)據(jù) 
　　　　　　　　　 ┋ 
　　　　　 RETLW 15H 　　　　??；數(shù)據(jù) 
　　如果要執(zhí)行“RESTORE”，只要執(zhí)行一條“CLRF POINTER”即可。 
　　10) 延時(shí)程序 
　　如果延時(shí)時(shí)間較短，可以讓程序簡(jiǎn)單地連續(xù)執(zhí)行幾條空操作指令“NOP”。如果延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，可以用循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。下例以F10計(jì)算，使循環(huán)重復(fù)執(zhí)行100次。
　　　　　 MOVLW D‘100’ 
　　　　　 MOVWF 10 
　　LOOP 　DECFSZ 10，1 　?。籉10—1→F10，結(jié)果為零則跳 
　　　　　 GOTO LOOP 
　　　　　　 ┋ 
　　延時(shí)程序中計(jì)算指令執(zhí)行的時(shí)間和即為延時(shí)時(shí)間。如果使用4MHz振蕩，則每個(gè)指令周期為1μS。所以單周期指令時(shí)間為1μS，雙周期指令時(shí)間為2μS。在上例的LOOP循環(huán)延時(shí)時(shí)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(zhǎng)延時(shí)時(shí)間： 
　　　　　　MOVLW 　D‘100’ 
　　　　　　MOVWF 　10 
　　LOOP 　　NOP 
　　　　　　 NOP 
　　　　　　 NOP 
　　　　　　DECFSZ 10，1 
　　　　　　GOTO LOOP 
　　　　　　　 ┋ 
　　延時(shí)時(shí)間=（1+1+1+1+2）*100+2=602（μS）。 
　　用幾個(gè)循環(huán)嵌套的方式可以大大延長(zhǎng)延時(shí)時(shí)間。下例用2個(gè)循環(huán)來(lái)做延時(shí)： 
　　　　　　MOVLW 　　D‘100’ 
　　　　　　MOVWF 　　10 
　　LOOP　　MOVLW 　　D‘16’ 
　　　　　　MOVWF 　　11 
　　LOOP1 　DECFSZ 　　11，1 
　　　　　　GOTO 　　　LOOP1 
　　　　　　DECFSZ 　　10，1 
　　　　　　GOTO LOOP 
　　　　　　 ┋ 
　　延時(shí)時(shí)間=1+1+[1+1+（1+2）*16-1+1+2]*100-1=5201（μS） 
　　11) RTCC計(jì)數(shù)器的使用
　　RTCC是一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器，它的計(jì)數(shù)脈沖有二個(gè)來(lái)源，一個(gè)是從RTCC引腳輸入的外部信號(hào)，一個(gè)是內(nèi)部的指令時(shí)鐘信號(hào)?？梢杂贸绦騺?lái)選擇其中一個(gè)信號(hào)源作為輸入。RTCC可被程序用作計(jì)時(shí)之用；程序讀取RTCC寄存器值以計(jì)算時(shí)間。當(dāng)RTCC作為內(nèi)部計(jì)時(shí)器使用時(shí)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(shí)：
　　　　　　RTCC 　EQU 　1 
　　　　　　 ┋ 
　　　　　　CLRF 　RTCC 　　??；RTCC清0 
　　　　　　MOVLW 　07H 
　　　　　　OPTION 　　　；選擇預(yù)設(shè)倍數(shù)1：256→RTCC 
　　 LOOP 　MOVLW 　255 　　；RTCC計(jì)數(shù)終值 
　　　　　　SUBWF 　RTCC，0 
　　　　　　BTFSS STATUS，Z 　　；RTCC=255？ 
　　　　　　GOTO LOOP 
　　　　　　　┋ 
　　這個(gè)延時(shí)程序中，每過(guò)256個(gè)指令周期RTCC寄存器增1（分頻比=1：256），設(shè)芯片使用4MHz振蕩，則： 
　　延時(shí)時(shí)間=256*256=65536（μS） 
　　RTCC是自振式的，在它計(jì)數(shù)時(shí)，程序可以去做別的事情，只要隔一段時(shí)間去讀取它，檢測(cè)它的計(jì)數(shù)值即可。 
　　12) 寄存器體（BANK）的尋址 
　　對(duì)于PIC16C54/55/56，寄存器有32個(gè)，只有一個(gè)體（BANK），故不存在體尋址問(wèn)題，對(duì)于PIC16C57/58來(lái)說(shuō)，寄存器則有80個(gè)，分為4個(gè)體（BANK0-BANK3）。在對(duì)F4（FSR）的說(shuō)明中可知，F(xiàn)4的bit6和bit5是寄存器體尋址位，其對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：


Bit6 　Bit5 BANK 物理地址 
　0　 　　0 BANK0 10H～1FH 
　0 　　　1 BANK1 30H～3FH 
　1 　　　0 BANK2 50H～5FH 
　1　　　 1 BANK3 70H～7FH 

　　當(dāng)芯片上電RESET后，F(xiàn)4的bit6,bit5是隨機(jī)的，非上電的RESET則保持原先狀態(tài)不變。 
　　下面的例子對(duì)BANK1和BANK2的30H及50H寄存器寫入數(shù)據(jù)。 
　　例1．（設(shè)目前體選為BANK0） 
　　　　　　BSF　　 4，5　　　 ；置位bit5=1,選擇BANK1 
　　　　　　MOVLW　 DATA 
　　　　　　MOVWF 　10H 　　?。?nbsp;DATA→30H 
　　　　　　BCF　　 4，5 
　　　　　　BSF 　　4，6 　　；bit6=1,bit5=0選擇BANK2 
　　　　　　MOVWF 　10H 　　?。籇ATA→50H 
　　從上例中我們看到，對(duì)某一體（BANK）中的寄存器進(jìn)行讀寫，首先要先對(duì)F4中的體尋址位進(jìn)行操作。實(shí)際應(yīng)用中一般上電復(fù)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(yīng)的體。 
　　注意，在例子中對(duì)30H寄存器（BANK1）和50H寄存器（BANK2）寫數(shù)時(shí)，用的指令“MOVWF 10H”中寄存器地址寫的都是“10H”，而不是讀者預(yù)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(gè)位：fffff，只能尋址32個(gè)（00H—1FH）寄存器。所以要選址80個(gè)寄存器，還要再用二位體選址位PA1和PA0。當(dāng)我們?cè)O(shè)置好體尋址位PA1和PA0，使之指向一個(gè)BANK，那么指令“MOVWF 10H”就是將W內(nèi)容置入這個(gè)BANK中的相應(yīng)寄存器內(nèi)（10H，30H，50H，或70H）。
　　有些設(shè)計(jì)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(gè)例子： 
　　例2：（設(shè)目前體選為BANK0） 
　　　　　　MOVLW 　55H　
　　　　　　MOVWF 　30H 　??；欲把55H→30H寄存器 
　　　　　　MOVLW 　66H 
　　　　　　MOVWF 　50H 　??；欲把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(cuò)誤的。因?yàn)檫@兩條指令的實(shí)際效果是“MOVWF 10H”，原因上面已經(jīng)說(shuō)明過(guò)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(méi)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(lái)寫程序，則不易混淆。 　

    　例3：假設(shè)在程序中用到BANK0，BANK1，BANK2的幾個(gè)寄存器如下： 

BANK0 地址 BANK1 地址 BANK2 地址 BANK3 地址 
A 10H B 30H C 50H