PIC單片機(jī)原理及應(yīng)用第五章

PIC單片機(jī)指令系統(tǒng)和其它單片機(jī)一樣，是較為低級的語言系統(tǒng)，是一套控制和指揮CPU工作的編碼，即機(jī)器語言。單片機(jī)只能識別和執(zhí)行由二進(jìn)制數(shù)組成的機(jī)器語言，然而，這樣一種二進(jìn)制代碼的機(jī)器語言是很難為人們直接理解和分析。為了能較好表達(dá)人們的設(shè)計(jì)思路，便于記憶和使用，人們在低級語言之上設(shè)計(jì)出一種新的符號語言，即匯編語言。匯編語言是機(jī)器語言的符號表達(dá)。第6章匯編語言程序設(shè)計(jì)

1.

根據(jù)指令的功能和作用，只有操作碼是必須存在的，它主要決定了指令的操作性質(zhì)。而其它部分是指令語句的重要補(bǔ)充和說明，有時(shí)可以缺省。6.1匯編語言指令格式2.

標(biāo)號位于指令助記符前面，它一般是用于表示指令所在的地址，例如表示主程序或子程序的起始地址、轉(zhuǎn)移語句的入口地址等。在程序匯編時(shí)，將該指令機(jī)器碼所在程序存儲器中的地址賦值給標(biāo)號。

1.標(biāo)號

3.標(biāo)號并不是指令的必須部分，只有那些欲被其他語句引用的指令之前，才必須附加標(biāo)號。標(biāo)號不一定和語句同行，可以單獨(dú)在語句上方作為一行使用。標(biāo)號最多可以由32個(gè)字母、數(shù)字和其它一些字符組成，但第一個(gè)字符必須是字母或下劃線。標(biāo)號不能用系統(tǒng)保留字，即系統(tǒng)禁用指令助記符、寄存器名、標(biāo)志符等作為標(biāo)號，如：ADD、PCLATH等。

使用標(biāo)號的要點(diǎn)是：4.一個(gè)標(biāo)號只能表示一個(gè)地址，不允許多個(gè)地址用一個(gè)標(biāo)號重復(fù)定義。標(biāo)號的定義和引用必須一致，其中的大小寫可以混寫但必須相同。標(biāo)號必須頂格書寫，結(jié)束不用冒號。

5.

操作碼決定著指令的操作類型和操作性質(zhì)，是匯編語言語句中的核心要素，每一條匯編指令都不可缺少，而其它三部分有些指令可以缺省。2.操作碼

6.操作碼所對應(yīng)的指令助記符，其中的符號大小寫可以混寫，而不會影響操作碼的含意，這一點(diǎn)和標(biāo)號、操作數(shù)符號變量的表達(dá)方式是有本質(zhì)區(qū)別。指令助記符不能頂格書寫，當(dāng)前面沒有標(biāo)號時(shí)，必須至少保留一個(gè)空格。操作碼核心助記符部分比較簡單，初學(xué)者必須熟悉復(fù)合助記符部分的功能。有關(guān)操作碼（指令助記符）的要點(diǎn)是：7.

在PIC匯編語言語句中，操作數(shù)的形式和內(nèi)容最為豐富，它是指令助記符操作的對象，一般以數(shù)據(jù)或地址的形式出現(xiàn)，也可以用符號變量所表示的數(shù)據(jù)或地址。3.操作數(shù)

8.

使用操作數(shù)的要點(diǎn)是：若操作數(shù)有二項(xiàng)，中間用逗號（半角）分開。以A、B、C、D、E、F開頭的數(shù)，前面應(yīng)加0作為引導(dǎo)。MPASM編輯環(huán)境默認(rèn)進(jìn)制為十六進(jìn)制，也可按用戶需要進(jìn)行重新設(shè)置。操作數(shù)部分的符號變量必須區(qū)分大小寫。重視d參數(shù)的應(yīng)用，目標(biāo)地址為：F（d=1）；W（d=0）。

9.各種進(jìn)制168的表示形式10.

注釋內(nèi)容用分號引出，是匯編語言語句功能的一種補(bǔ)充說明，主要是便于人們閱讀、分析、修改和調(diào)試程序。4.注釋11.

用分號（半角）引出注釋內(nèi)容，可以緊跟指令之后，也可以獨(dú)立一行或多行書寫，但每一行均需由分號引出。注釋內(nèi)容可以英文書寫，也能用中文書寫（來源于文本編輯內(nèi)容）。使用注釋的要點(diǎn)是：12.

各種單片機(jī)的匯編程序除了指令系統(tǒng)語句（PIC16F877共35條）以外，一般都還定義許多非正式指令的語句，即偽指令。大多數(shù)偽指令匯編時(shí)并不產(chǎn)生機(jī)器碼，僅為源程序提供匯編控制信息。6.2系統(tǒng)偽指令

13.

格式：ORGnnnn

說明：ORG偽指令指出緊跟在該偽指令后的機(jī)器碼指令的匯編地址，即經(jīng)匯編后生成的機(jī)器碼目標(biāo)程序或數(shù)據(jù)塊在單片機(jī)程序存儲器中的起始存放地址。

1.定位偽指令：ORG（Origin）14.[例題6-1]以下三個(gè)程序段的含義是一樣的。;;程序段1; ORG 0008H ;常數(shù)0008HSTART MOVLW 00H;;程序段2;ABC EQU 0008H ORG ABC ;標(biāo)識符ABC即0008HSTART MOVLW 00H;;程序段3;ABC EQU 0004H ORG ABC+4 ;代數(shù)表達(dá)式即0008HSTART MOVLW 00H15.

格式：符號名EQUnn

說明：EQU偽指令幾乎每一個(gè)程序中都用到，其操作含意是使EQU兩端的值相等。一般在PIC的程序設(shè)計(jì)中，原則上每次遇到新的符號參數(shù)，都必須在前面定義符號名的初始數(shù)值或存儲器地址。

符號名一旦被EQU賦值，其值便不能被再重新定義。這里的符號名，既可以是PIC中的特殊功能寄存器、一個(gè)常數(shù)，或者是表示一個(gè)通用數(shù)據(jù)存儲器地址。2.賦值偽指令：EQU（Equate）

16.

實(shí)際上對于偽指令：ABCEQU 20H，其中ABC既可以認(rèn)為是符號變量，因?yàn)锳BC可以代表20H地址；又可以認(rèn)為是符號常量，因?yàn)锳BC可以代表立即數(shù)20H。所以對于一個(gè)定義的符號量，應(yīng)結(jié)合引用的指令進(jìn)行分析才能真正確定符號量的類型。分析ABCEQU 20H17.【例題6-2】正確區(qū)別符號變量和符號常量之間的關(guān)系。ABC EQU20H ；定義符號量ABC ORG0000H NOP MOVLW77H MOVWF20H MOVLW88H MOVFABC,0；ABC為符號變量

MOVLWABC；ABC為符號常量

NOPEND18.

在符號名定義和引用過程中，必須保證大小寫屬性的一致，注意不能混合使用。如果有定義：ABCEQU 20H

在引用符號名ABC時(shí)，不能改變其大小寫的屬性，即Abc、aBC或ABc與ABC是不一樣的，在匯編時(shí)均會發(fā)生出錯信息。19.

格式：END

說明：END偽指令表示匯編語言源程序（*.ASM）的結(jié)束，MPASM匯編器匯編時(shí)遇到END就認(rèn)為程序已結(jié)束，對其后的程序段不再進(jìn)行匯編。3.程序結(jié)束偽指令：END

20.

格式：LIST[可選項(xiàng)，可選項(xiàng)，]

說明：LIST偽指令用于設(shè)置各種匯編參數(shù)，以便控制整個(gè)匯編過程或?qū)Υ蛴≥敵龅牧斜砦募M(jìn)行格式化。

1）P＝<設(shè)置微控制器類型即單片機(jī)型號>

例如：P＝16F8772）R＝<定義默認(rèn)的數(shù)值進(jìn)位制的基數(shù)>

例如：R＝DEC（十進(jìn)制）；

R＝HEX（十六進(jìn)制）；

R＝BIN（二進(jìn)制）；默認(rèn)為十六進(jìn)制。4.列表選項(xiàng)偽指令：LIST

21.

格式：INCLUDE“文件名”說明：INCLUDE偽指令的主要功能是將外部預(yù)先編寫好的指定文件納入本源程序的匯編內(nèi)容，這樣可以減少重復(fù)勞動，提高編程效率。如：P16F877.INC為PIC16F877單片機(jī)的復(fù)位矢量、專用寄存器的地址及其控制位和狀態(tài)位的位地址的原始定義，有些參考書把P16F877.INC稱為PIC16F877的頭文件。

5.外調(diào)程序偽指令：INCLUDE

22.6.定義數(shù)據(jù)偽指令DB（DW、DE、DATA）〈表達(dá)式〉，〈表達(dá)式〉，…[例題6-3]ORG 0000HNOPORG 0100HDB 45H,67H,89H,0ABH,0CDH,0EFH ;定義6個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)ORG 0200HDB 4567H,89ABH,0CDEFH ;定義6個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)ORG 0300HDB 'A','B','C','D','E','F','G' ;定義6個(gè)字符數(shù)據(jù)ORG 0400HDB "ABCDEFG" ;定義1個(gè)字符串?dāng)?shù)據(jù)END注：建議使用DE定義數(shù)據(jù)，可以定義單字節(jié)數(shù)據(jù)、單字節(jié)字符和字符串。23.

格式：RADIX<進(jìn)制表達(dá)式>

說明：RADIX偽指令用于設(shè)置在MPLAB-ICD集成開發(fā)環(huán)境中采用的進(jìn)制方式，如定義十進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制等參數(shù)，MPLAB-ICD集成開發(fā)系統(tǒng)缺省為十六進(jìn)制。例如：RADIXDEC；定義為十進(jìn)制

RADIXHEX；定義為十六進(jìn)制

RADIXOCT；定義為八進(jìn)制7.進(jìn)制定義偽指令：RADIX

24.8.體選偽指令BANKSELBANKSELABCMOVLW00HMOVWFABC9.頁選偽指令PAGESELPAGESELDEL10MSCALLDEL10MS25.6.3存儲器選擇方式數(shù)據(jù)存儲器體選方式直接尋址訪問數(shù)據(jù)存儲器7+2模式間接尋址訪問數(shù)據(jù)存儲器8+1模式26.

在直接尋址中，體選碼來自狀態(tài)寄存器STATUS的RP1和RPO位，體內(nèi)的單元地址直接來自指令機(jī)器碼。而在間接尋址中，體選碼由STATUS的IRP位和FSR寄存器的BIT7組成。

直接尋址/間接尋址方式的示意圖27.2.程序存儲器頁選方式6種途徑（1）復(fù)位地址0000H；（2）中斷地址0004H；（3）指令寄存器；（4）執(zhí)行以PCL為目的地址的指令；（5）轉(zhuǎn)移指令方式，GOTO指令；（6）調(diào)用子程序方式，CALL指令。（1）、（2）、（3）PC自動形成；（4）、（5）、（6）PC需要裝載。28.29.[例題6-4]LIST P=16F877 ;PAGESELINCLUDE"P16F877.INC";COUNTER EQU 30H ;查表偏移量

ORG 0000H NOP MOVLW 20H ;數(shù)據(jù)存儲器起始地址

MOVWF FSR CLRF COUNTER ;查表偏移量置0LOOP MOVF COUNTER,W CALL CHABIAO ;調(diào)用查表子程序

MOVWF INDF ;送入數(shù)據(jù)存儲器

INCF COUNTER ;指向下一偏移量

INCF FSR ;指向下一數(shù)據(jù)存儲器

BTFSS COUNTER,4 ;是否已取16個(gè)數(shù)據(jù)

GOTO LOOP ;否，繼續(xù)

GOTO $ ;是，停止30.查表子程序;CHABIAO ADDWF PCL,F ;增加偏移量

RETLW 00H ;第0個(gè)數(shù)據(jù)

RETLW 01H ;第1個(gè)數(shù)據(jù)

RETLW 02H ;第2個(gè)數(shù)據(jù)

RETLW 03H ;第3個(gè)數(shù)據(jù)

RETLW 04H ;第4個(gè)數(shù)據(jù)

RETLW 05H ;第5個(gè)數(shù)據(jù)

RETLW 06H ;第6個(gè)數(shù)據(jù)

RETLW 07H ;第7個(gè)數(shù)據(jù)

RETLW 08H ;第8個(gè)數(shù)據(jù)

RETLW 09H ;第9個(gè)數(shù)據(jù)

RETLW 0AH ;第10個(gè)數(shù)據(jù)

RETLW 0BH ;第11個(gè)數(shù)據(jù)

RETLW 0CH ;第12個(gè)數(shù)據(jù)

RETLW 0DH ;第13個(gè)數(shù)據(jù)

RETLW 0EH ;第14個(gè)數(shù)據(jù)

RETLW 0FH ;第15個(gè)數(shù)據(jù); END31.

在程序設(shè)計(jì)中，除主程序以外還有一部分很重要的內(nèi)容就是關(guān)于子程序的設(shè)計(jì)，它是為完成特定的目的而構(gòu)成的復(fù)合程序。6.4常用子程序的設(shè)計(jì)

32.

轉(zhuǎn)移和循環(huán)程序，主要是通過跳轉(zhuǎn)、判斷和位測試指令來構(gòu)成的。

1.跳轉(zhuǎn)指令GOTO；

2.判斷指令I(lǐng)NCFSZ、DECFSZ；

3.位測試指令BTFSS、BTFSC。6.4.1跳轉(zhuǎn)和循環(huán)子程序

33.【例題6-5】假定執(zhí)行某個(gè)顯示功能100次后結(jié)束工作，顯示子程序?yàn)閄SH。ORG0000H MOVLW D'101' MOVWF 20HLOOP DECFSZ 20H,F GOTO RRT GOTO PPYRRT PAGESEL XSH CALL XSH PAGESEL LOOP GOTO LOOP PPY END34.【例題6-6】比較兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器20H和30H內(nèi)容的大小，將較大的數(shù)送入40H中。

MOVF 30H,W SUBWF 20H,W BTFSC STATUS GOTO L20H MOVF 30H,W MOVWF 40H GOTO POPL20H MOVF 20H,W MOVWF 40HPOP END35.

單片機(jī)的延時(shí)程序，在程序設(shè)計(jì)中具有很重要的地位。延時(shí)的設(shè)計(jì)，一般可以通過兩種方式：硬件延時(shí)和軟件延時(shí)。所謂硬件延時(shí)，就是由單片機(jī)系統(tǒng)的定時(shí)器實(shí)現(xiàn)；而軟件延時(shí)，是通過循環(huán)程序?qū)崿F(xiàn)。一般來說，前者適用于精確定量延時(shí)，而后者常用于初略定性延時(shí)。6.4.2軟件延時(shí)子程序

36.【例題6-7】簡單循環(huán)的軟件延時(shí)子程序。

;;軟件延時(shí)子程序DELAY;COUNTER EQU 20H ORG 1000HDELAY MOVLW 0FFH MOVWF COUNTERLOOP DECFSZ COUNTER GOTO LOOP RETURN37.【例題6-8】請編寫10MS軟件延時(shí)子程序。

ORG 0000HDEL10MS MOVLW 0DH MOVWF 20HLOOP1 MOVLW 0FFH MOVWF 21HLOOP2 DECFSZ 21H GOTO LOOP2 DECFSZ 20H GOTO LOOP1 RETURN38.【例題6-9】請編寫1S軟件延時(shí)子程序。;1s軟件延時(shí)子程序DELAY1SDELAY1S MOVLW 06H MOVWF 20HLOOP1 MOVLW 0EBH MOVWF 21HLOOP2 MOVLW 0ECH MOVWF 22HLOOP3 DECFSZ 22H GOTO LOOP3 DECFSZ 21H GOTO LOOP2 DECFSZ 20H GOTO LOOP1 RETURN39.

數(shù)據(jù)查表子程序在某些特殊場合是非常有用的，如共陰極LED八段顯示器以及其它具有固定顯示模式的場合，需根據(jù)其顯示數(shù)值去查找對應(yīng)參考數(shù)據(jù)庫編碼輸出。6.4.3數(shù)據(jù)查表子程序

40.【例題6-10】將RC端口與共陰極LED八段顯示器相連，從0~9循環(huán)顯示，間隔時(shí)間為1秒，請編寫相應(yīng)的軟件程序。八段顯示數(shù)值（0-9）編碼

41.00000000XXXXXXXXPIC單片機(jī)架構(gòu)PC相對尋址

查表實(shí)例 MOVLW HIGHDECODE MOVWF PCLATH MOVF DISPLAYVALUE,W CALL DECODE MOVWF PORTB GOTO CONTINUEDECODE ADDWF PCL,F RETLW B’00111111’;DECODE0 RETLW B’00000110’;DECODE1 RETLW B’01011011’;DECODE2 RETLW B’01001111’;DECODE3 RETLW B’01100110’;DECODE4 RETLW B’01101101’;DECODE5 RETLW B’01111101’;DECODE6 RETLW B’00000111’;DECODE7 RETLW B’01111111’;DECODE8 RETLW B’01101111’;DECODE9CONTINUEbegafdcRB0RB1RB2RB3RB4RB5RB6bcdefgW寄存器I/OB口011011010000010101101101gafdcbe42.【例題6-11】將RC端口與八個(gè)LED顯示器相連，請按照表6-4即跑馬燈流動顯示方式，間隔時(shí)間為1秒，請編寫相應(yīng)的軟件程序。43.ABC EQU 20HTRISC EQU 03HPORTC EQU 87HSTATUS EQU 07H;主程序

ORG 0000H NOP BSF STATUS,RP0 MOVLW 00H MOVWF TRISC BCF STATUS,RP0MAIN MOVLW 00H MOVWF ABC MOVLW 00H MOVWF PORTCST MOVF ABC,W CALL SHUZH MOVWF PORTC CALL DELAY1S INCF ABC,F BTFSS ABC,4 GOTO ST GOTO MAIN44.;查表子程序SHUZH ADDWF PCL,F RETLW 00H RETLW 01H RETLW 03H RETLW 07H RETLW 0FH RETLW 1FH RETLW 3FH RETLW 7FH RETLW 0FFH RETLW 0FEH RETLW 0FCH RETLW 0F8H RETLW 0F0H RETLW 0E0H RETLW 0C0H RETLW 080HDELAY1S ;1s延時(shí)子程序END45.

在PIC指令系統(tǒng)中并沒有類似的語句，但如果借助于PIC單片機(jī)指令的特殊功能，同樣可以輕松地構(gòu)成分支跳轉(zhuǎn)。分支跳轉(zhuǎn)實(shí)際上是多條件判斷指令，條件本身是一個(gè)整數(shù)或事件，而跳轉(zhuǎn)出口應(yīng)該是整數(shù)的信息返回或事件功能內(nèi)容的具體表現(xiàn)。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。6.4.4分支功能跳轉(zhuǎn)子程序

46.

假定W為某個(gè)按鍵的輸入值

JIANGNADDWFPCL，F(xiàn)；確定相對偏移量

GOTOPKEY0 ；執(zhí)行PKEY0鍵盤定義功能

GOTOPKEY1 ；執(zhí)行PKEY1鍵盤定義功能

GOTOPKEY2 ；執(zhí)行PKEY2鍵盤定義功能

. . .GOTO PKEYN ；執(zhí)行PKEYN鍵盤定義功能47.[例題6-13]編寫N個(gè)鍵盤功能選擇子程序。

ORG 1000H PAGESEL KEY CALL KEY PAGESEL JIANGN CALL JIANGN;;根據(jù)鍵入情況，確定相應(yīng)鍵功能子程序;JIANGN ADDWF PCL,F GOTO PKEY0 GOTO PKEY1 GOTO PKEY2 GOTO PKEYN-148.

本節(jié)給出一些常用的數(shù)學(xué)運(yùn)算類子程序，主要有加、減、乘、除等子程序，還有為外擴(kuò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的數(shù)碼顯示所需的BCD碼和二進(jìn)制數(shù)據(jù)的互換子程序。均涉及入口條件及出口條件，在調(diào)用時(shí)務(wù)必加以注意。一般入口條件是指參與操作的相關(guān)源數(shù)據(jù)，用S1、S2（source）等表示，而操作結(jié)果用R1、R2（result）等表示。高低8位數(shù)據(jù)分別用H、L表示，另外用Z表示中8位數(shù)據(jù)。6.4.5常用數(shù)學(xué)運(yùn)算類子程序

49.

可以將這些固定變量參數(shù)定義在PIC16F877的頭文件內(nèi)，并且單元定義位于映射區(qū)域70H~7FH，這樣就可以不受程序所在頁面的影響。

50.[例題6-14]將兩個(gè)無符號16位數(shù)相加，編寫雙精度運(yùn)算程序。INCLUDE"P16F877.INC"S1H EQU 50HS1L EQU 51HS2H EQU 52HS2L EQU 53HR1H EQU 54HR1L EQU 55H ORG 0000H NOP MOVLW 12H MOVWF S1H MOVLW 34H MOVWF S1L MOVLW 56H MOVWF S2H MOVLW 78H MOVWF S2L CALL ADDXY GOTO $51.;;加法子程序; ADDXY MOVF S1L,W ADDWF S2L BTFSC STATUS,C INCF S2H MOVF S1H,W ADDWF S2H MOVF S2H,W MOVWF R1H MOVF S2L,W MOVWF R1L RETLW 00H END52.[例題6-15]將兩個(gè)無符號16位數(shù)相減，編寫雙精度運(yùn)算程序。INCLUDE"P16F877.INC"S1H EQU 50HS1L EQU 51HS2H EQU 52HS2L EQU 53HR1H EQU 54HR1L EQU 55H ORG 0000H NOP MOVLW 56H MOVWF S1H MOVLW 78H MOVWF S1L MOVLW 12H MOVWF S2H MOVLW 34H MOVWF S2L CALL SUBXY GOTO $SUBXY COMF S2L INCF S2L BTFSC STATUS,Z DECF S2H COMF S2H53.;;加法程序; MOVF S2L,W ADDWF S1L BTFSC STATUS,C INCF S1H MOVF S2H,W ADDWF S1H MOVF S1H,W MOVWF R1H ；此處和例題14一樣，是不是應(yīng)該是R2？

MOVF S1L,W MOVWF R1L ；此處和例題14一樣，是不是應(yīng)該是R2？

RETLW 00H END;;本實(shí)驗(yàn)結(jié)果：（R1H:R1L）=4444H;54.[例題6-16]將兩個(gè)無符號16位數(shù)相乘，編寫雙精度運(yùn)算程序。

INCLUDE"P16F877.INC"S1H EQU 50HS1L EQU 51HS2H EQU 52HS2L EQU 53HR1H EQU 54HR1L EQU 55HR2H EQU 56HR2L EQU 57HP1H EQU 58HP1L EQU 59HCOUNT EQU 5AH ORG 0000H NOP MOVLW 12H MOVWF S1H MOVLW 34H MOVWF S1L MOVLW 56H MOVWF S2H MOVLW 78H MOVWF S2L CALL MPXY GOTO $55.;乘法子程序; MPXY CALL YIWEIMPLOOP RRF P1H RRF P1L BTFSC STATUS,C CALL MPADD RRF S2H RRF S2L RRF R2H RRF R2L DECFSZ COUNT GOTO MPLOOP MOVF S2H,W MOVWF R1H MOVF S2L,W MOVWF R1L RETLW 00H56.;16次右移設(shè)置準(zhǔn)備程序;YIWEI MOVLW 10H MOVWF COUNT MOVF S2H,W MOVFW P1H MOVF S2L,W MOVFW P1L CLRF S2H CLRF S2L RETLW 00HMPADD MOVF S1L,W