PIC系列单片机程序设计基础

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

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

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

┋

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)“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=0 TO 5”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→START(F10)

MOVLW 5

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。

X 　EQU 　10

┋

MOVLW 　1

MOVWF 　X 　　　　;1→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≠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“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。

MOVLW 　TABLE 　　　　;表头地址→F10

MOVWF 　10

┋

MOVLW　 1 　　　　　　　;1→W，准备取“1”的线段值

ADDWF 　10，1 　　　　　;F10+W =“1”的数据地址

CALL　 CONVERT

MOVWF 　6 　　　　　　　;线段值置到B口，点亮LED

┋

CONVERT MOVWF　 2　　　　　　　 ;W→PC TABLE

RETLW 　0C0H 　　　　　;“0”线段值

RETLW 　0F9H 　　　　　;“1”线段值

┋

RETLW 　90H 　　　　　　;“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。

POINTER 　EQU 　11 　　;定义F11名称为POINTER

┋

MOVLW 　　DATA

MOVWF 　　10 　　　　;数据表头地址→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→PC

DATA 　RETLW 　　20H 　　　;数据

┋

RETLW 15H 　　　　　;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’

MOVWF 10

LOOP 　DECFSZ 10，1 　　;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：

MOVLW 　D‘100’

MOVWF 　10

LOOP 　　NOP

NOP

NOP

DECFSZ 10，1

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：

MOVLW 　　D‘100’

MOVWF 　　10

LOOP　　MOVLW 　　D‘16’

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(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：

RTCC 　EQU 　1

┋

CLRF 　RTCC 　　　;RTCC清0

MOVLW 　07H

OPTION 　　　;选择预设倍数1：256→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(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：

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

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→30H

BCF　　 4，5

BSF 　　4，6 　　;bit6=1,bit5=0选择BANK2

MOVWF 　10H 　　　;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“MOVWF 10H”中寄存器地址写的都是“10H”，而不是读者预期的“MOVWF 30H”和“MOVWF 50H”，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“MOVWF 10H”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→30H寄存器

MOVLW 　66H

MOVWF 　50H 　　;欲把66H→50H寄存器

以为“MOVWF 30H”一定能把W置入30H，“MOVWF 50H”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“MOVWF 10H”，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 · 70H

· · · · · · · ·

· · · · · · · ·

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→F30H

BCF 　　FSR,Bit5

BSF 　　FSR,Bit6

MOVWF 　C 　　　　;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)。

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)“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。

┋

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)“GOTO out of Range"

X X X(地址)“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。

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