PIC16C5X指令集及程序設(shè)計(jì)技巧

1、第二章 PIC16C5X指令集及程序設(shè)計(jì)技巧第一節(jié) PIC16C5X指令概述2.1 PIC165X 指令概述PIC16C5X每條指令長(zhǎng)12位，指令由操作碼和操作數(shù)組成。PIC16C5X共有33條指令，按操作分成三大類：1. 面向字節(jié)操作類2. 面向位操作類3. 常數(shù)操作和控制操作類全部指令如表2.1所示。第二節(jié) PIC16C5X 指令尋址方式2.2 PIC16C5X 指令尋址方式PIC16C5X單片機(jī)尋址方式根據(jù)操作數(shù)的來(lái)源，可分為寄存器間接尋址、立即數(shù)尋址、直接尋址和位尋址四種。一、寄存器間接尋址這種尋址方式通過(guò)寄存器F0、F4來(lái)實(shí)現(xiàn)。實(shí)際的寄存器地址放在F4中，通過(guò)F0來(lái)進(jìn)行間接尋址。 例

2、： MOVLW 05H ; W=5MOVWF 4 ; W(=5)F4MOVLW 55H ; W=55HMOVWF 0 ; W(=55H)F5上面這段程序把55H送入F5寄存器。間址尋址方式主要用于編寫查表、寫表程序，非常方便。請(qǐng)參考2.7程序設(shè)計(jì)技巧。二、立即數(shù)尋址這種方式就是操作數(shù)為立即數(shù)，可直接從指令中獲取。 例：MOVLW 16H ; 16H W三、直接尋址這種方式是對(duì)任何一寄存器直接尋址訪問(wèn)。對(duì)16C52/54/55/56來(lái)說(shuō)，寄存器地址（5位）直接包括在指令中。對(duì)PIC16C57，寄存器地址中高2位由（選Bank）由FSR二位決定。例： MOVWF 8 ; WF8寄存器MOVF 8，

3、W ; F8W 四、位尋址這種尋址方式是對(duì)寄存器中的任一位（bit）進(jìn)行操作。例： BSF 11，0 ; 把F11的第0位置為1。第三節(jié) 面向字節(jié)操作類指令2.3 面向字節(jié)操作類指令這類指令共有18條，包括有數(shù)據(jù)傳送、算術(shù)和邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)移位和交換等操作。它們的操作都是在W數(shù)據(jù)寄存器f之間進(jìn)行，其指令碼結(jié)構(gòu)為：高6位是指令操作碼。第6位d是方向位。d=1，則操作結(jié)果存入f（數(shù)據(jù)寄存器），d=0，則操作結(jié)果存入W。低5位是數(shù)據(jù)寄存器地址，可選中32個(gè)寄存器。對(duì)于PIC16C57，則還要參考寄存器體選擇器F4的bit5或bit6來(lái)選擇存入哪一個(gè)寄存器體（bank0bank3）。表2.1 PIC16

4、C5X 指令集注：（1）除GOTO指令外，任何有關(guān)寫PC（F2）的指令（例如 CALL、MOVWF 2）都將會(huì)把PC 寄存器的第9位清零。（2）若對(duì)I/O口寄存器進(jìn)行操作，如SUBWF 6，1，則使用的F6的值是當(dāng)前B口上的狀態(tài)值，而非B口輸出鎖存器里的值。（3）指令TRIS f（f=5、6或7）將W寄存器中的內(nèi)容寫入f的I/O口控制寄存器中：1 關(guān)斷對(duì)應(yīng)端口的輸出緩沖器，使其為高阻狀態(tài)。（4）當(dāng)預(yù)分頻器分配給RTCC后，任何對(duì)RTCC寄存器（F1）寫操作的指令都將使預(yù)分頻器（Prescaler）清零。第四節(jié) 面向位操作指令2.4 面向位操作指令這類指令共有4條，指令碼基本結(jié)構(gòu)為：高4位是操作

5、碼。bit5bit7是位地址（可尋址8個(gè)位），bitobit4是寄存器地址。第五節(jié) 常數(shù)和控制操作類指令2.5 常數(shù)和控制操作類指令這類指令共有11條，其指令碼結(jié)構(gòu)為：高4位是操作碼，低8位是常數(shù)K。高4位是操作碼。bit5bit7是位地址（可尋址8個(gè)位），bitobit4是寄存器地址。第六節(jié) 特殊指令助記符2.6 特殊指令助記符PIC16C5X 的一些指令還可以用容易記憶的助記符來(lái)表示。PIC15C5X的匯編程序PICASM可以認(rèn)識(shí)這些助記符，在匯編時(shí)會(huì)將其轉(zhuǎn)譯成相應(yīng)的PIC16C5X基本指令。例如指令BCF 3，0（清零C）也可以寫成CLRC，BSF 3，0（置C=1）也可寫成SETC等。

6、表2.2列出了這些助記符及其相對(duì)應(yīng)的PIC165X指令。在后面的例子里，你將看到程序中使用了很多的特殊指令助記符。特殊指令助記符容易記憶。使用它程序可讀性也較好。但這取決于每個(gè)人的習(xí)慣，你可以只使用一部分你認(rèn)為好記的助記符，甚至只用基本的指令助記符而不用特殊指令助記符來(lái)編寫程序。第七節(jié) PIC16C5X程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2.7 PIC16C5X程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上面我們已經(jīng)詳細(xì)介紹了PIC16C5X的每條指令?，F(xiàn)在我們來(lái)總結(jié)一下它們的幾個(gè)特點(diǎn)：1、各寄存器的每一個(gè)位都可單獨(dú)地被置位、清零或測(cè)試，無(wú)須通過(guò)間接比較，可節(jié)省執(zhí)行時(shí)間和程序地址空間。2、操作寄存器（F1F7）的使用方法和通用寄存器的方法完全一樣，

7、即和通用寄存器一樣看待。這樣使程序執(zhí)行和地址空間都簡(jiǎn)化很多。3、對(duì)于跨頁(yè)面的CALL和GOTO操作，要事先設(shè)置F3中的頁(yè)面地址位PA1、PA0，對(duì)于CALL來(lái) 說(shuō)，子程序返回后還要將F3的PA1、PAO恢復(fù)到本頁(yè)面地址。2.7.1 程序的基本格式先介紹二條偽指令：（a）EQU標(biāo)號(hào)賦值偽指令 （b）ORG地址定義偽指令PIC16C5X一旦RESET后指令計(jì)數(shù)器PC被置為全1，所以PIC16C5X 幾種型號(hào)芯片的復(fù)位地址為：一般說(shuō)來(lái)，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。2.7.2 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一、設(shè)置I/O口的輸入/輸出方向PI

8、C16C5X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。三、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：四、循環(huán)次的程序如果要使某段程序循環(huán)執(zhí)行次，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。五、IF.THEN.格式的程序下面以IF X=Y THEN GOTO NEXT格式為例。六、FOR.NEXT格式的程序F

9、OR.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。七、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。八、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 09轉(zhuǎn)換成7段LED數(shù)字顯示值。若以B口的RB0RB6來(lái)驅(qū)動(dòng)LED的ag線段，則有如下關(guān)系：設(shè)LED為共陽(yáng)，則09數(shù)字對(duì)應(yīng)的線段值如下表：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P

10、C，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.九、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)備下一次取下一個(gè)數(shù)據(jù)。下例程序中以F10被數(shù)據(jù)表起始地址，F(xiàn)11做數(shù)據(jù)指針。十、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。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4MH振蕩，則每個(gè)指令周期為1uS。所以單周期指令執(zhí)行時(shí)間為1uS，雙周期指令為2uS。在上例的LOOP循環(huán)延時(shí)時(shí)間即為：（1+

11、2）*100+2=302（uS）。在循環(huán)中插入空操作指令即可延長(zhǎng)延時(shí)時(shí)間：延時(shí)時(shí)間=（1+1+1+1+2）*100+2=602（US）。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。如下例用2個(gè)循環(huán)來(lái)做延時(shí)。延時(shí)時(shí)間= （1+2）*6+2+1+2+1+1 +*100+2=5502（US）十一、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)。可以用程序來(lái)選擇其中一個(gè)信號(hào)源做為輸入。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管腿接DD或SS，以減少干擾和

12、耗電流。下例程序以RTCC做延時(shí)。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（Prescaler=1：256），設(shè)芯片使用4MHz振蕩，則：延時(shí)時(shí)間=256*256=65536（US）RTCC是自振式的，在它計(jì)數(shù)時(shí)，程序可以去做別的事，只要隔一段時(shí)間去讀取它，檢測(cè)它的計(jì)數(shù)值即可。所以用RTCC做延時(shí)，在延時(shí)期間，程序還可以做別的事。這是一般用軟件來(lái)延時(shí)做不到的。十二、寄存器體（Bank）的尋址對(duì)于PIC16C52/54/55/56，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來(lái)說(shuō)，寄存器則有80個(gè)，分為4個(gè)體（bank0-bank3）。在1.5.

13、1中對(duì)F4（FSR）的敘述中已有提及。F4的bit6和bit5是寄存器體尋址位，其對(duì)應(yīng)關(guān)系如下： 當(dāng)芯片RESET后，F(xiàn)4的bit6、bit5都被清零，所以是指向Bank0。下面的例子對(duì)Bank1和Bank2的30H及50H寄存器寫入數(shù)據(jù)。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。當(dāng)然，芯片RESET后自動(dòng)選擇Bank0（bit6=0、bits=0），所以如果復(fù)位后讀寫，不需對(duì)PA1和PA0再操作。只有當(dāng)對(duì)Banko以外的寄存器體讀寫，才需先置PA1和PA0為相應(yīng)的值。注意，在例子中對(duì)30H寄存器（Bank1）和50H寄存器（Bank2）寫

14、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)到寄存器的指令碼中，寄存尋址位都只占5個(gè)位：fffff，因而只能尋址32個(gè)（00H1FH）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MOVWF10H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）。有些用戶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：以為MOVWF30H一定能把W置入3

15、0H，MOVWF50H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MOVWF10H，原因上面已經(jīng)說(shuō)明過(guò)了。所以例2這段程序?qū)嶋H上的效果是：1、55H10H寄存器；2、66H10H寄存器。最后結(jié)果是F10H=66H，而真正的F30H和F50H并沒(méi)有被操作到。講到這，也許還是有些讀者對(duì)體尋址感到很麻煩。那么下面我們給出一個(gè)建議和例子。建議：為使體選址的程序清晰明了（對(duì)別人和對(duì)自己），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和Bank2的幾個(gè)寄存器如下：程序這樣書寫，相信體選址就不容易錯(cuò)了。十三、程序跨頁(yè)面跳轉(zhuǎn)和調(diào)用在1.4程序存貯器，我們

16、已經(jīng)談了PIC16C5X的程序存貯區(qū)的頁(yè)面概念和F3寄存器中的頁(yè)面選址位PA1和PA0兩位。下面我們來(lái)看實(shí)例。1、GOTO跨頁(yè)面2、CALL跨頁(yè)面注意：程序?yàn)榭珥?yè)CALL而設(shè)了頁(yè)面地址，從子程序返回后一定要恢復(fù)原來(lái)的頁(yè)面地址。3、程序跨頁(yè)跳轉(zhuǎn)和調(diào)用的編寫讀者看到這里，一定要問(wèn)：我寫源程序（.ASM）時(shí)，并不去注意每條指令的存放地址，我怎么知道這個(gè)GOTO是要跨頁(yè)面的，那個(gè)CALL是需跨頁(yè)面的？問(wèn)得好！的確，你開(kāi)始寫源程序時(shí)并不知道何時(shí)會(huì)發(fā)生跨頁(yè)面跳轉(zhuǎn)或調(diào)用，不過(guò)當(dāng)你將源程序用MPASM匯編時(shí)，它會(huì)告訴你。當(dāng)匯編結(jié)果顯示出：（地址）GOTOoutofRange（地址）CALLoutofRange 這表明你的程序發(fā)生了跨頁(yè)面的跳轉(zhuǎn)和調(diào)用，而你的程序中在這些