PIC單片機指令系統(tǒng)(第三章)

1、第四章第四章 PIC指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)羅小剛 生物工程學院單片機原理及在醫(yī)學儀器中的應用 單單片機在片機在醫(yī)學儀醫(yī)學儀器中的器中的應應用用講義講義重重慶慶大大學學生物工程生物工程學學院院 指令是單片機的領導核心，就是指揮指令是單片機的領導核心，就是指揮CPUCPU按要求進行一系列操作的命令。一般來說，按要求進行一系列操作的命令。一般來說，單片機都具有自己特有的指令系統(tǒng)，相互之單片機都具有自己特有的指令系統(tǒng)，相互之間大都互不兼容。間大都互不兼容。 PICPIC單片機系列按照不同用戶的要求分成單片機系列按照不同用戶的要求分成三個不同的應用檔次三個不同的應用檔次。 產品等級產品等級指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)每條

2、指令字節(jié)長度每條指令字節(jié)長度主要代表產品主要代表產品初級初級33331212PIC12C5XXPIC12C5XX中級中級35351414PIC16F87XPIC16F87X高級高級58581616PIC18CXXXPIC18CXXX單單片機在片機在醫(yī)學儀醫(yī)學儀器中的器中的應應用用講義講義重重慶慶大大學學生物工程生物工程學學院院 指令的執(zhí)行時間總是分解成兩部分：取指過指令的執(zhí)行時間總是分解成兩部分：取指過程和執(zhí)行過程，取指的快慢直接與指令的字節(jié)程和執(zhí)行過程，取指的快慢直接與指令的字節(jié)數(shù)有關，而指令的執(zhí)行快慢與時鐘的振蕩頻率數(shù)有關，而指令的執(zhí)行快慢與時鐘的振蕩頻率有關。有關。 在以往的單片機結構中

3、，程序存儲器和數(shù)在以往的單片機結構中，程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的地址空間和數(shù)據(jù)傳輸通道都相互并據(jù)存儲器的地址空間和數(shù)據(jù)傳輸通道都相互并用，必須采用分時操作順序執(zhí)行。用，必須采用分時操作順序執(zhí)行。 而而PICPIC單片機指令的執(zhí)行過程是遵循著一單片機指令的執(zhí)行過程是遵循著一種全新哈佛總線體系結構的原則，充分利用計種全新哈佛總線體系結構的原則，充分利用計算機系統(tǒng)在程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器之間地址算機系統(tǒng)在程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器之間地址空間的相互獨立性，取指過程和執(zhí)行程序可以空間的相互獨立性，取指過程和執(zhí)行程序可以流水線操作同時進行。流水線操作同時進行。 單單片機在片機在醫(yī)學儀醫(yī)學儀器中的器中的應應用用

4、講義講義重重慶慶大大學學生物工程生物工程學學院院 Tcy0 Tcy1 Tcy2 Tcy3 Tcy4 單單片機在片機在醫(yī)學儀醫(yī)學儀器中的器中的應應用用講義講義重重慶慶大大學學生物工程生物工程學學院院指令中的操作數(shù)為指令中的操作數(shù)為8-位常數(shù)位常數(shù).使用立即數(shù)尋址方式的指令有：使用立即數(shù)尋址方式的指令有： movlw, addlw, retlw, etc.1.寄存器立即尋址寄存器立即尋址 單單片機在片機在醫(yī)學儀醫(yī)學儀器中的器中的應應用用講義講義重重慶慶大大學學生物工程生物工程學學院院 7-位位 直接從指令中獲取直接從指令中獲取 2-位從位從STATUS 寄存器中獲取寄存器中獲取如：如：IORWF

5、26H，0單單片機在片機在醫(yī)學儀醫(yī)學儀器中的器中的應應用用講義講義重重慶慶大大學學生物工程生物工程學學院院 8-位位 間接地址來自間接地址來自 FSR (選擇寄存器選擇寄存器). 1-位位 來自來自 STATUS 寄存器寄存器. 這是一種比較特別的尋址方式，是通過兩個這是一種比較特別的尋址方式，是通過兩個寄存器寄存器INDF和和FSR的組合而實現(xiàn)功能的。操作的組合而實現(xiàn)功能的。操作數(shù)是數(shù)是FSR寄存器內容位指針，所指向寄存器單寄存器內容位指針，所指向寄存器單元的內容。元的內容。 單單片機在片機在醫(yī)學儀醫(yī)學儀器中的器中的應應用用講義講義重重慶慶大大學學生物工程生物工程學學院院例如：例如：MOVW

6、F INDF單單片機在片機在醫(yī)學儀醫(yī)學儀器中的器中的應應用用講義講義重重慶慶大大學學生物工程生物工程學學院院運行機制：運行機制： a） 清從清從0 x20 to 0 x7F所有的所有的RAM區(qū)域區(qū)域 b）間接地址載入）間接地址載入FSR c） 每一次對每一次對INDF運行，由運行，由FSR指向指向的寄存器被使用的寄存器被使用單單片機在片機在醫(yī)學儀醫(yī)學儀器中的器中的應應用用講義講義重重慶慶大大學學生物工程生物工程學學院院例子：例子：單單片機在片機在醫(yī)學儀醫(yī)學儀器中的器中的應應用用講義講義重重慶慶大大學學生物工程生物工程學學院院 這是這是PIC單片機的特色之一，它可以對所有的單片機的特色之一，它可

7、以對所有的RAM數(shù)據(jù)存儲器進行位尋址，即置位和清零等。數(shù)據(jù)存儲器進行位尋址，即置位和清零等。 如：如：BSF 26H，4；（26H原為原為26H）單單片機在片機在醫(yī)學儀醫(yī)學儀器中的器中的應應用用講義講義重重慶慶大大學學生物工程生物工程學學院院 每條指令的字節(jié)長度為每條指令的字節(jié)長度為1414位，主要由說明指位，主要由說明指令功能的操作碼和參與指令處理的操作數(shù)組成。令功能的操作碼和參與指令處理的操作數(shù)組成。 操作碼部分，簡稱助記符，如表操作碼部分，簡稱助記符，如表4-24-2核心助核心助記符，是借用英語單詞來間接表達和定義其操作記符，是借用英語單詞來間接表達和定義其操作功能。功能。 操作數(shù)部分，

8、是按照操作碼的操作功能，對操作數(shù)部分，是按照操作碼的操作功能，對操作數(shù)進行處理。操作數(shù)進行處理。 根據(jù)操作數(shù)的源地址和目標地址的訪問性質，根據(jù)操作數(shù)的源地址和目標地址的訪問性質，可以有多種表現(xiàn)形式：主要有直接尋址、間接尋可以有多種表現(xiàn)形式：主要有直接尋址、間接尋址、立即尋址和位尋址四類。址、立即尋址和位尋址四類。 單單片機在片機在醫(yī)學儀醫(yī)學儀器中的器中的應應用用講義講義重重慶慶大大學學生物工程生物工程學學院院助記符助記符功能說明功能說明助記符助記符功能說明功能說明ADDADD相加相加MOVMOV傳送傳送SUBSUB相減相減RLRL左移左移ANDAND相與相與RRRR右移右移IORIOR相或相或

9、CLRCLR清零清零XORXOR相異或相異或COMCOM取反取反INCINC加1加1RETRET返回返回DECDEC減1減1BTFBTF測試測試單單片機在片機在醫(yī)學儀醫(yī)學儀器中的器中的應應用用講義講義重重慶慶大大學學生物工程生物工程學學院院字符字符功能說明功能說明W W 工作寄存器（即累加器） 工作寄存器（即累加器）f f 寄存器地址（取7位寄存器地址，00H至7FH） 寄存器地址（取7位寄存器地址，00H至7FH）b b 8位寄存器f內位地址（0至7） 8位寄存器f內位地址（0至7）K K 立即數(shù)（8位常數(shù)或11位地址）、常量或標號 立即數(shù)（8位常數(shù)或11位地址）、常量或標號L L 指令操作

10、數(shù)中含有8位立即數(shù)k 指令操作數(shù)中含有8位立即數(shù)kd d目目標標地地址址選選擇擇：d=0d=0，結結果果至至w w；d=1d=1，結結果果至至f fFSZFSZ 寄存器f為0間跳 寄存器f為0間跳FSCFSC 寄存器f的b位為0間跳 寄存器f的b位為0間跳FSSFSS 寄存器f的b位為1間跳 寄存器f的b位為1間跳（ ）（ ） 表示寄存器的內容 表示寄存器的內容（） 表示寄存器間接尋址的內容 表示寄存器間接尋址的內容 表示運算結果送入目標寄存器 表示運算結果送入目標寄存器單單片機在片機在醫(yī)學儀醫(yī)學儀器中的器中的應應用用講義講義重重慶慶大大學學生物工程生物工程學學院院 數(shù)據(jù)傳送類指令共有4條指令

11、，主要功能是將數(shù)據(jù)從源地址（或立即數(shù)）傳送至目標地址中。助記符助記符操作說明操作說明影響的狀態(tài)位影響的狀態(tài)位 MOVF f,d MOVF f,df傳送至df傳送至dZ Z MOVWF f MOVWF fW傳送至fW傳送至f- - MOVLW K MOVLW KK傳送至wK傳送至w- - SWAPF f,d SWAPF f,df半字節(jié)交換至df半字節(jié)交換至d- -單單片機在片機在醫(yī)學儀醫(yī)學儀器中的器中的應應用用講義講義重重慶慶大大學學生物工程生物工程學學院院 【例題例題4-14-1】 請利用數(shù)據(jù)傳送類指令編寫一段請利用數(shù)據(jù)傳送類指令編寫一段子程序，將立即數(shù)子程序，將立即數(shù)20H20H傳送到通用寄

12、存器傳送到通用寄存器20H20H中。中。 【例題例題4-24-2】 請利用數(shù)據(jù)傳送類指令編寫一段請利用數(shù)據(jù)傳送類指令編寫一段子程序，將通用寄存器子程序，將通用寄存器20H20H和和30H30H中的內容進行中的內容進行交換。交換。 單單片機在片機在醫(yī)學儀醫(yī)學儀器中的器中的應應用用講義講義重重慶慶大大學學生物工程生物工程學學院院 算術運算類指令是算術運算類指令是PICPIC單片機指令系統(tǒng)中，單片機指令系統(tǒng)中，承擔運算功能的重要部分，共有承擔運算功能的重要部分，共有6 6條指令。主要條指令。主要有加減指令、增量和減量指令有加減指令、增量和減量指令 助記符助記符操作說明操作說明影響的狀態(tài)位影響的狀態(tài)位

13、ADDWF f,dADDWF f,dW加f至dW加f至dC、DC、ZC、DC、ZSUBWF f,dSUBWF f,df減W至df減W至dC、DC、ZC、DC、ZADDLW KADDLW KK加W至wK加W至wC、DC、ZC、DC、ZSUBLW KSUBLW KK減W至wK減W至wC、DC、ZC、DC、ZINCF f,dINCF f,df加1至df加1至dZ ZDECF f,dDECF f,dF減1至dF減1至dZ Z單單片機在片機在醫(yī)學儀醫(yī)學儀器中的器中的應應用用講義講義重重慶慶大大學學生物工程生物工程學學院院 【例題例題4-34-3】 請將通用寄存器請將通用寄存器20H20H、30H30H構

14、成構成的的1616位數(shù)據(jù)與通用寄存器位數(shù)據(jù)與通用寄存器40H40H、50H50H構成的構成的1616位數(shù)據(jù)相加后放入位數(shù)據(jù)相加后放入40H40H、50H 50H 中，已知其和中，已知其和不會超出不會超出6553565535。 單單片機在片機在醫(yī)學儀醫(yī)學儀器中的器中的應應用用講義講義重重慶慶大大學學生物工程生物工程學學院院 邏輯運算類指令是一組比較復雜的指令，邏輯運算類指令是一組比較復雜的指令，形式較多，可以對位和字節(jié)進行邏輯操作。形式較多，可以對位和字節(jié)進行邏輯操作。主要有與、或、異或、清零、置位、取反和主要有與、或、異或、清零、置位、取反和左右移位等左右移位等1414條指令。條指令。 單單片

15、機在片機在醫(yī)學儀醫(yī)學儀器中的器中的應應用用講義講義重重慶慶大大學學生物工程生物工程學學院院助記符助記符操作說明操作說明影響的狀態(tài)位影響的狀態(tài)位CLRF fCLRF ff清零f清零Z ZCLRW -CLRW -W清零W清零Z ZCLRWDT -CLRWDT -WDT清零WDT清零TO、PDTO、PDBCF f,bBCF f,bf的b位清零f的b位清零- -BSF f,bBSF f,bf的b位置1f的b位置1- -RLF f,dRLF f,df帶C左循環(huán)f帶C左循環(huán)C CRRF f,dRRF f,df帶C右循環(huán)f帶C右循環(huán)C CANDWF f,dANDWF f,dW與f至dW與f至dZ ZIORW

16、F f,dIORWF f,dW或f至dW或f至dZ ZXORWF f,dXORWF f,dW異或f至dW異或f至dZ ZANDLW KANDLW KK與W至WK與W至WZ ZIORLW KIORLW KK或W至WK或W至WZ ZXORLW KXORLW KK異或W至WK異或W至WZ ZCOMF f,dCOMF f,dF取反至dF取反至dZ Z單單片機在片機在醫(yī)學儀醫(yī)學儀器中的器中的應應用用講義講義重重慶慶大大學學生物工程生物工程學學院院 【例題【例題4-44-4】 請將數(shù)據(jù)存儲器請將數(shù)據(jù)存儲器20H20H和和30H30H中的數(shù)中的數(shù)據(jù)分別與立即數(shù)據(jù)分別與立即數(shù)20H20H、30H30H相與和相

17、或后相加，相與和相或后相加，結果放入結果放入40H40H存儲器中，請編寫相應存儲器中，請編寫相應的程序。的程序。 【例題例題4-54-5】 請編寫一個完整的程序，將數(shù)據(jù)請編寫一個完整的程序，將數(shù)據(jù)存儲器存儲器20H20H低低4 4位和位和30H30H高高4 4位組合成一個八位二位組合成一個八位二進制數(shù)據(jù)，并從進制數(shù)據(jù)，并從RCRC端口輸出。端口輸出。 單單片機在片機在醫(yī)學儀醫(yī)學儀器中的器中的應應用用講義講義重重慶慶大大學學生物工程生物工程學學院院 控制轉移類指令，是在指令系統(tǒng)中形式控制轉移類指令，是在指令系統(tǒng)中形式靈活、功能較強的一組指令，共靈活、功能較強的一組指令，共1111條。它們條。它們

18、是構成程序循環(huán)和跳轉的關鍵要素，一般可是構成程序循環(huán)和跳轉的關鍵要素，一般可以分為有條件跳轉和無條件跳轉兩大類以分為有條件跳轉和無條件跳轉兩大類。 單單片機在片機在醫(yī)學儀醫(yī)學儀器中的器中的應應用用講義講義重重慶慶大大學學生物工程生物工程學學院院助記符助記符操作說明操作說明CALL KCALL K調用k處子程序調用k處子程序- -GOTO KGOTO K跳轉至K處跳轉至K處- -INCFSZ f,dINCFSZ f,df加1至d，為0間跳f加1至d，為0間跳- -DECFSZ f,dDECFSZ f,df減1至d，為0間跳f減1至d，為0間跳- -BTFSC f,bBTFSC f,bf的b位，為

19、0間跳f的b位，為0間跳- -BTFSS f,bBTFSS f,bf的b位，為1間跳f的b位，為1間跳- -RETFIE -RETFIE -中斷返回中斷返回- -RETLW KRETLW K子程序返回（K傳遞給w）子程序返回（K傳遞給w）- -RETURN -RETURN -子程序返回子程序返回- -NOP -NOP -空操作空操作- -SLEEP -SLEEP -進入休眠狀態(tài)進入休眠狀態(tài)TO、PDTO、PD單單片機在片機在醫(yī)學儀醫(yī)學儀器中的器中的應應用用講義講義重重慶慶大大學學生物工程生物工程學學院院 這是一種比較特殊的轉移形式，根據(jù)位測這是一種比較特殊的轉移形式，根據(jù)位測試或加減試或加減1

20、 1后的內容判斷條件的成立與否，而決后的內容判斷條件的成立與否，而決定程序繼續(xù)執(zhí)行還是間跳執(zhí)行指令。定程序繼續(xù)執(zhí)行還是間跳執(zhí)行指令。 當前判斷語句當前判斷語句A A下一條語句下一條語句B B 再下一條語句再下一條語句C C單單片機在片機在醫(yī)學儀醫(yī)學儀器中的器中的應應用用講義講義重重慶慶大大學學生物工程生物工程學學院院 PIC PIC指令系統(tǒng)的絕對轉移，主要由指令系統(tǒng)的絕對轉移，主要由CALLCALL和和GOTOGOTO語句引出。在指令機器碼內部本身并語句引出。在指令機器碼內部本身并沒有攜帶完整的轉移目標地址，只包含低沒有攜帶完整的轉移目標地址，只包含低1111位地址，而高位地址，而高2 2位將

21、由位將由PCLATHPCLATH寄存器給出。寄存器給出。 【例題例題4-64-6】 請將通用寄存器單元請將通用寄存器單元20H-20H-2FH2FH，分別對應賦值，分別對應賦值20H-2FH20H-2FH，請編寫相應的，請編寫相應的軟件程序。軟件程序。 單單片機在片機在醫(yī)學儀醫(yī)學儀器中的器中的應應用用講義講義重重慶慶大大學學生物工程生物工程學學院院 【例題4-7】 請分析以下程序片段，并指出當程序執(zhí)行完后涉及的所有存儲器單元的結果。 MOVLW22HMOVWF22HMOVWFFSRADDWFINDF,FINCF INDFSWAPF22H，WRLF 22H,WDECF FSR,FMOVWFIND

22、FBSF INDF,7【例題4-8】編寫散轉指令程序 單單片機在片機在醫(yī)學儀醫(yī)學儀器中的器中的應應用用講義講義重重慶慶大大學學生物工程生物工程學學院院v例題4-10 實現(xiàn)雙鍵手動加/減計數(shù)電路如圖4-18。PORTD連接8個LED；RB0連接獨立單鍵，定義為加數(shù)鍵；RB1連接獨立單鍵，定義為減數(shù)鍵。當按下RB0或RB1時，8個LED顯示器正確顯示計數(shù)數(shù)值的大小。PORTB EQU 06H ;端口B數(shù)據(jù)/狀態(tài)寄存器 p142頁PORTD EQU 08H ;端口D數(shù)據(jù)寄存器TRISB EQU 86H ;端口B方向寄存器TRISD EQU 88H ;端口D方向寄存器STATUS EQU 03H ;狀態(tài)寄存器COUNTER EQU 30H ;計數(shù)器初值ORG 00