PIC單片機基礎(chǔ)教程課件第二章

1、丁躍軍 來清民等 編著PIC單片機基礎(chǔ)教程丁躍軍 來清民等 編著PIC單片機基礎(chǔ)教程第二章 PIC單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序設(shè)計2.1指令系統(tǒng)概述 2.2字節(jié)操作指令 2.3位操作指令 2.4 簡單程序設(shè)計 第二章 PIC單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序設(shè)計2.1指令系統(tǒng)2.1 指令系統(tǒng)概述 2.1.1 指令的表示方法1機器指令的表示方法 指令用于規(guī)定計算機的基本操作。一臺計算機所能執(zhí)行的指令集合就是它的指令系統(tǒng)。 指令共有兩種表示方法，分別是機器語言表示方法和匯編語言表示方法。不同種類的單片機有不同的一套命令(即所謂“指令系統(tǒng)”)。 2.1 指令系統(tǒng)概述 2.1.1 指令的表示方法2.1 指令

2、系統(tǒng)概述2.1.1 指令的表示方法1機器指令的表示方法B13B0操作碼操作數(shù)2.1 指令系統(tǒng)概述2.1.1 指令的表示方法B13B0操作2.1 指令系統(tǒng)概述 2.1.1 指令的表示方法2匯編語言的表示方法 匯編語言是對機器語言的改進，它采用便于人們記憶的一些符號（例如簡化的英文單詞）來表示操作碼、操作數(shù)和地址碼等。通常把表示指令的符號稱之為助記符。 MOVF 20H，0 ；ANDLW0FHMOVWF21H2.1 指令系統(tǒng)概述 2.1.1 指令的表示方法2.1 指令系統(tǒng)概述 2.1.1 指令的表示方法3.PIC16F87X單片機指令 PIC16F87X單片機采用精簡指令集（RISC）結(jié)構(gòu)，指令效

3、率高，功能強。它的指令為單字的寬字位（14）指令，由此生成的程序代碼短。指令條數(shù)少，僅有35條。 (1)面向字節(jié)操作類(2)面向位操作類(3)常數(shù)操作和控制類操作。2.1 指令系統(tǒng)概述 2.1.1 指令的表示方法2.1 指令系統(tǒng)概述2.1.2 PIC單片機指令的尋址方式 1寄存器間接尋址 所謂寄存器間接尋址指的是通過寄存器F0、F4來實現(xiàn)。實際的寄存器地址放在F4的低5位中，通過F0來進行間接尋址。 INDF不是物理上實際存在的寄存器，而任何尋址INDF的指令都是以FSR寄存器內(nèi)容為地址的RAM單元中存放著參加運算或操作的數(shù)據(jù)。 2.1 指令系統(tǒng)概述2.1.2 PIC單片機指令的尋址方式 2.

4、1 指令系統(tǒng)概述2.1.2 PIC單片機指令的尋址方式 1寄存器間接尋址 2.1 指令系統(tǒng)概述2.1.2 PIC單片機指令的尋址方式 2.1 指令系統(tǒng)概述 2.1.2 PIC單片機指令的尋址方式 2立即數(shù)尋址 所謂立即尋址就是操作數(shù)在指令中直接給出。通常把出現(xiàn)在指令中的操作數(shù)稱之為立即數(shù)，因此就把這種尋址方式稱之為立即尋址。 2.1 指令系統(tǒng)概述 2.1.2 PIC單片機指令的尋址方式2.1 指令系統(tǒng)概述2.1.2 PIC單片機指令的尋址方式 2立即數(shù)尋址立即數(shù)尋址2.1 指令系統(tǒng)概述2.1.2 PIC單片機指令的尋址方式 2.1 指令系統(tǒng)概述2.1.2 PIC單片機指令的尋址方式 3直接尋址

5、 指令中操作數(shù)以其所在存儲單元地址的形式給出，就稱之為直接尋址。這種方式是對任何一寄存器直接尋址訪問。 2.1 指令系統(tǒng)概述2.1.2 PIC單片機指令的尋址方式 2.1 指令系統(tǒng)概述2.1.2 PIC單片機指令的尋址方式 3直接尋址2.1 指令系統(tǒng)概述2.1.2 PIC單片機指令的尋址方式 2.1 指令系統(tǒng)概述2.1.2 PIC單片機指令的尋址方式 4位尋址 這種尋址方式是對寄存器中的任一位（bit）進行操作 2.1 指令系統(tǒng)概述2.1.2 PIC單片機指令的尋址方式 PIC單片機基礎(chǔ)教程課件第二章2.1 指令系統(tǒng)概述 2.1.3 指令符號的意義說明1.PIC匯編語言指令格式 PIC系列微控

6、制器匯編語言指令與MCS51系列單片機匯編語言一樣，每條匯編語言指令由4個部分組成，其書寫格式如下：標(biāo)號操作碼助記符操作數(shù)1，操作數(shù)2；注釋 2.1 指令系統(tǒng)概述 2.1.3 指令符號的意義說明2.1 指令系統(tǒng)概述 2.1.3 指令符號的意義說明2.指令符號的意義說明 在PIC系列單片機指令中常把數(shù)據(jù)存儲器RAM當(dāng)作寄存器來使用(處理)并用字母f(或F)表示。 d 代表操作數(shù)的目標(biāo)選擇，定義d=0，結(jié)果存入W；d=1結(jié)果存入(文件)寄存器f，當(dāng)使用匯編程序指令d缺省時，默認d=1。b代表(文件)寄存器(8位)的位地址(07取值)。如寄存器的8位為b7、b6b1、b0，若b=1代表寄存器的第b1

7、位。字母符號k代表立即數(shù)、常數(shù)和數(shù)據(jù)標(biāo)號。 2.1 指令系統(tǒng)概述 2.1.3 指令符號的意義說明2.2 字節(jié)操作 指令PIC16F87X系列單片機字節(jié)操作 指令詳解 見下面表格2.2 字節(jié)操作 指令PIC16F87X系列單片機字節(jié)操作2.3 位操作 指令PIC16F87X系列單片機位操作 指令詳解 見下面表格2.3 位操作 指令PIC16F87X系列單片機位操作 指令表2-1 PIC16F87X單片機指令集數(shù)據(jù)傳送類指令指令助記符功能簡述周期14位指令字影響的狀態(tài)位MOLW k立即數(shù)k送入寄存器W1110 xx k k k k k k k kMOVWF fW送入f寄存器100 0000 1ff

8、ff ffffMOVFf，df送入f或W100 1000dfff ffffZSWAPF f，df寄存器半字節(jié)交換100 1110 dfff ffffADDLWkW加立即數(shù)k，結(jié)果送入W或f111 111xkkkk kkkkOV，C，DC，ZADDWFf，dW加f，結(jié)果送入W或f100 0111dfff ffffOV，C，DC，Z表2-1 PIC16F87X單片機指令集數(shù)據(jù)傳送類指令指令助算術(shù)操作類指令指令助記符功能簡述周期影響的狀態(tài)位DECF f，df減1100 0011 dfff ffffZDECFSZ f，df減1，為0間跳1（2）00 1011 dffff ffffINCF f，df加1

9、100 1010dfff ffffZINCFSZ f，df加1，為0間跳1（2）00 1111 dfff ffffSUBLW k立即數(shù)k減W結(jié)果送入W或f111110 xkkkkkkkkOV，C，DC，ZSUBWF f，df減W，結(jié)果送入或f100 0010 dfff ffffOV，C，DC，Z算術(shù)操作類指令指令助記符功能簡述周期影響的狀態(tài)位DECF 邏輯操作類指令指令助記符功能簡述周期14位指令字影響的狀態(tài)位ANDLW k立即數(shù)與W，結(jié)果送入W111 1001 kkkk kkkkZANDWF f，df與W，結(jié)果送入W或f100 0101dfff ffffZCLRF ff清0100 0001

10、1fff ffffZCLRWW清0100 0001 0 xxx xxxxZCOMF f，df取反100 1001 dfff ffffZ邏輯操作類指令指令助記符功能簡述周期14位指令字影響的狀態(tài)位IORLW kk或W，結(jié)果送入W111 1000 kkkk kkkkZIORWF f，df或W，結(jié)果送入W或f100 0100 dfff ffffZRLF f，df帶進位C循環(huán)左移100 1101dfff ffffCRRF f，df帶進位C循環(huán)右移100 1100dfff ffffCXORLW k立即數(shù)或W，結(jié)果送入W111 1010 kkkk kkkkZXORWF f,df異或W，結(jié)果送入W和f100

11、 0110 dfff ffffZIORLW kk或W，結(jié)果送入W111 1000 kkkk 控制轉(zhuǎn)移類指令指令助記符功能簡述周期14位指令字影響的狀態(tài)位CLRWDT清除WDT定時器100 0000 0110 0100 CALL k調(diào)用子程序210 0 kkk kkkk kkkk GOTO k無條件跳轉(zhuǎn)211 1000 kkkk kkkk控制轉(zhuǎn)移類指令指令助記符功能簡述周期14位指令字影響的狀態(tài)位NOP空操作100 0000 0 xx 0000OPTION寫OPTION寄存器100 0000 0110 0010RETFIE中斷返回200 0000 0000 1001DLINTDRETLW k常數(shù)

12、送W，子程序返回211 01xx kkkk kkkkRETURN子程序返回200 0000 0000 1000SLEEP進入休眠狀態(tài)100 0000 0110 0011 NOP空操作100 0000 0 xx 0000OPTION位操作類指令指令助記符功能簡述周期14位指令字影響的狀態(tài)位BCF f，b清除f寄存器的b位101 00bb bfff ffffBSF f，b置f寄存器的b位101 01bb bfff ffffBTFSC f，bf寄存器的b位為0間距1（2）01 10bb bfff ffffBTFSS f，bf寄存器的b位產(chǎn)為0間距1（2）01 11bb bfff ffff位操作類指令

13、指令助記符功能簡述周期14位指令字影響的狀態(tài)位B2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4.1 匯編語言程序設(shè)計知識1匯編語言源程序的結(jié)構(gòu) 匯編語言提供了一種不涉及實際存儲器地址和機器指令編碼的編寫源程序的有效方法。 我們需要掌握的是： 匯編語言的程序格式、語句格式、助記符、偽指令。 程序的4種基本結(jié)構(gòu)： 順序、分支、循環(huán)和子程序。 2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4.1 匯編語言程序設(shè)計知識2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4 匯編語言程序設(shè)計2.4.1 匯編語言程序設(shè)計知識2PIC 匯編語言的程序流程圖 （1）程序流程圖常用的圖形符號 圓角矩形框為起始 /終止框，表示一個程序的開始或結(jié)束。 矩形框為任務(wù)框

14、，表示要處理的任務(wù)。 菱形框為判斷框，表示要判斷的因素，判斷結(jié)果將導(dǎo)致程序走入不同的分支。 指向線為帶有箭頭的線段，表示程序的走向。2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4 匯編語言程序設(shè)計2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4 匯編語言程序設(shè)計2.4.1 匯編語言程序設(shè)計知識2PIC 匯編語言的程序流程圖 （(2)程序流程圖的畫法順序程序結(jié)構(gòu) 順序程序結(jié)構(gòu)在流程圖中表示為任務(wù)框一個一個地串行連接。在計算機執(zhí)行程序時表現(xiàn)為，從頭至尾嚴格按照次序一條語句一條語句地順序執(zhí)行，并且每一條語句均被執(zhí)行一遍。2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4 匯編語言程序設(shè)計2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4 匯編語言程序設(shè)計2.4.1

15、 匯編語言程序設(shè)計知識2PIC 匯編語言的程序流程圖分支程序流程圖 分支程序流程圖包含1個判斷框和兩個或兩個以上的出口。從而形成程序的2個或多個分支 .2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4 匯編語言程序設(shè)計2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4 匯編語言程序設(shè)計2.4.1 匯編語言程序設(shè)計知識2PIC 匯編語言的程序流程圖循環(huán)程序流程圖 循環(huán)程序的結(jié)構(gòu)包含以下4個組成部分： 循環(huán)初始化部分：為循環(huán)程序作準(zhǔn)備。如循環(huán)變量設(shè)置，即指定或定義一個循環(huán)變量作循環(huán)次數(shù)計數(shù)器或地址指針，并給它設(shè)置一個初始值。2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4 匯編語言程序設(shè)計2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4 匯編語言程序設(shè)計2.4.

16、1 匯編語言程序設(shè)計知識2PIC 匯編語言的程序流程圖循環(huán)體：要求重復(fù)執(zhí)行的程序段，即循環(huán)程序的主體部分。循環(huán)控制部分：循環(huán)控制就是根據(jù)循環(huán)結(jié)束條件，判斷是否跳出循環(huán)。結(jié)束部分：對循環(huán)結(jié)果進行分析、處理和保存。 2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4 匯編語言程序設(shè)計PIC單片機基礎(chǔ)教程課件第二章2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4 匯編語言程序設(shè)計2.4.2 PIC 匯編語言的偽指令 用來編寫匯編語言源程序的語句，主要是指令助記符，其次就是偽指令。所謂偽指令就是“假”指令的意思，不是單片機的指令系統(tǒng)中的真實指令。偽指令與指令系統(tǒng)中的助記符的不同之處是沒有機器碼與它對應(yīng)。 2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.

17、4 匯編語言程序設(shè)計2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4 匯編語言程序設(shè)計2.4.2 PIC 匯編語言的偽指令最常用的偽指令介紹 （1）INCLODE 功能: 讀入外部源文件 格式：INCLUDE 說明：用于把指定文件讀入源程序中作為源程序代碼的一部分。文件名必須用雙引號或尖括號給出，如果被指定文件非當(dāng)前工作目錄下，則需要指令完整的路徑。2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4 匯編語言程序設(shè)計2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4 匯編語言程序設(shè)計2.4.2 PIC 匯編語言的偽指令最常用的偽指令介紹(2) EQU 功能： 對標(biāo)號賦值格式： EQU 說明：使 EQU 兩端的8位值相等，即給標(biāo)號賦予一個特定值或

18、者說是給標(biāo)號定義一個數(shù)值。 2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4 匯編語言程序設(shè)計2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4 匯編語言程序設(shè)計2.4.2 PIC 匯編語言的偽指令最常用的偽指令介紹(3) #DEFINE 功能：定義文本替換標(biāo)號格式：#DEFINE說明：用于定義文本替換標(biāo)號，在匯編時把源代碼中的替換成。2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4 匯編語言程序設(shè)計2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4 匯編語言程序設(shè)計2.4.2 PIC 匯編語言的偽指令最常用的偽指令介紹(4) ORG 功能: 存放程序單元的起始地址格式：標(biāo)號 ORG 說明：用于指定該偽指令后面的源程序存放的起始地址，也就是匯編后的機器碼目標(biāo)程

19、序在單片機的程序存儲器中開始存放的首地址。 2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4 匯編語言程序設(shè)計2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4 匯編語言程序設(shè)計2.4.2 PIC 匯編語言的偽指令最常用的偽指令介紹(5) END 功能：程序結(jié)束偽指令格式：END 說明： 這條偽指令通知匯編器 MPASM結(jié)束對源程序(.ASM)的匯編，即使在后面還有語句，也將不予繼續(xù)匯編。 2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4 匯編語言程序設(shè)計2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4.3 PIC 匯編語言程序設(shè)計基礎(chǔ)1設(shè)置 I/O 口的輸入/輸出方向2檢查寄存器是否為零 3.比較二個寄存器的大小 2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4.3 PI

20、C 匯編語言程序2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4.4 數(shù)據(jù)傳送程序的設(shè)計 數(shù)據(jù)傳送程序設(shè)計是最基本的程序設(shè)計，也是最常用的匯編程序設(shè)計。但是PIC單片機的數(shù)據(jù)傳送程序和其他的單片機不同，因為PIC單片機的數(shù)據(jù)存儲器RAM分成4個存儲區(qū)，所以對PIC單片機來說，設(shè)計數(shù)據(jù)傳送程序時應(yīng)該隨時注意存儲區(qū)的選擇，否則數(shù)據(jù)傳送達不到目的。 2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4.4 數(shù)據(jù)傳送程序的設(shè)計2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4.4 數(shù)據(jù)傳送程序的設(shè)計【2-43】用直接尋址方式分別向4個存儲區(qū)的0 x B0、0 x30、ox130、0 x1 B0傳送數(shù)據(jù)。；選擇存儲區(qū)0，直接尋址單元0 xB0實際對應(yīng)到0

21、x30單元CLRFSTATUSMOVLW0 xF0 MOVWF0 x30MOVLW0 x0FMOVWF0 xB02.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4.4 數(shù)據(jù)傳送程序的設(shè)計2.4 匯編語言程序設(shè)計 ；選擇存儲區(qū)1，直接尋址單元0 x30實際對應(yīng)到0 xB0單元BSFSTATUS，RP0MOVLW0 xF1MOWWF0 x30MOVLW0 x1FMOVWF0 xB02.4 匯編語言程序設(shè)計 ；選擇存儲區(qū)1，直接尋址單元0 x32.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4.5 算術(shù)邏輯運算程序的設(shè)計基本算術(shù)運算有：定點數(shù)、 浮點數(shù)運算； 無符號數(shù)、 有符號數(shù)運算等。邏輯運算- 邏輯運算包括：邏輯異或、邏輯與、邏輯

22、或；1加法運算：二進制加法運算，可直接運用加法指令：ADDWF 或 ADDLW BCD加法運算 2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4.5 算術(shù)邏輯運算程序的設(shè)計2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4.6 延時程序的設(shè)計1簡單延時程序的編寫 如果延時時間較短，可以讓程序簡單地連續(xù)執(zhí)行幾條空操作指令“NOP”。如果延時時間長，可以用循環(huán)來實現(xiàn)。2延時程序的延時時間計算 延時程序中計算指令執(zhí)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1S。所以單周期指令時間為1S，雙周期指令時間為2S。在上例的LOOP循環(huán)延時時間即為：（1+2）*100+2=302（S）。在循環(huán)中插入空操作指令即可延長延時

23、時間。 2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4.6 延時程序的設(shè)計2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4.7 查表程序 查表程序常用于數(shù)據(jù)補償，非線性修正，求非函數(shù)和代碼轉(zhuǎn)換，這種方法就不需要計算，速度又快，而且實現(xiàn)容易。查表程序用得恰當(dāng)可能，大大簡化程序設(shè)計帶極大方便。 在單片微機中，要對程序存儲器的數(shù)據(jù)進行訪問，必須用讀表操作。而PIC系列MCU沒有查表指今，PIC的查表程序是利用子程序帶值返回的特點來實現(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。表格程序是通過一偏移量來修正PC值，

24、由一條帶參數(shù)返回指令實現(xiàn)。 2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4.7 查表程序2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4.8 子程序設(shè)計 在編程過程中，常常會遇到一些完全相同的計算和操作，例如求各種數(shù)據(jù)的加減乘除運算、代碼轉(zhuǎn)換和延時等。如果每次都編寫完全相同的程序段，會使編程相當(dāng)繁瑣、耽誤時間，而且浪費大量的程序存儲器空間。因此，對這些基本操作功能都是將它編制成標(biāo)準(zhǔn)化的程序段，存儲于程序存儲器的指定區(qū)域，在每次需要時就調(diào)出使用，這種程序段就稱為子程序，調(diào)用子程序的程序稱為主程序或者調(diào)用程序。子程序結(jié)構(gòu)是程序設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的有效方法。 2.4 匯編語言程序設(shè)計 2.4.8 子程序設(shè)計2.4 匯編語言程序設(shè)計2.4.9分支跳轉(zhuǎn)子程序 經(jīng)常需要根據(jù)條件判斷，確定程序多方向轉(zhuǎn)向選擇，實現(xiàn)對程序的靈活控制。用PIC單片機指令可以輕松地構(gòu)成分支跳轉(zhuǎn)。在程序形式上，分支功能跳轉(zhuǎn)子程序與數(shù)據(jù)查表子程序的結(jié)構(gòu)類似，只是它是用GOTO語句替代了RETLW語句，并直接進入不同的子程序中。2.4 匯編語言程序設(shè)計2.4.9分支跳轉(zhuǎn)子程序本章小節(jié)（1） 基本概念指令：指揮計算機完成某個基本操作的命令。程序：完成一項任務(wù)所需的所有指令的有序集合。指令系統(tǒng)：一臺計算機所能執(zhí)行的