PIC單片機中BANK和PAGE的分析研究

　　由美國Microchip公司推出的PIC單片機系列產品，首先采用了RISC結構的嵌入式微控制器，其高速度、低電壓、低功耗、大電流LCD驅動能力和低價位OTP技術等都體現出單片機產業的新趨勢。現在PIC系列單片機在世界單片機市場的份額排名中已逐年升位，尤其在8位單片機市場，據稱已從1990年的第20位上升到目前的第二位。PIC單片機從覆蓋市場出發，已有三種（又稱三層次）系列多種型號的產品問世，所以在全球都可以看到PIC單片機從電腦的外設、家電控制、電訊通信、智能儀器、汽車電子到金融電子各個領域的廣泛應用。現今的PIC單片機已經是世界上最有影響力的嵌入式微控制器之一。

　　PIC單片機中BANK和PAGE的分析

　　從PIC單片機的指令結構上來分析一下為什么PIC中要有BANK和PAGE的設置吧。先來看一下為什么PIC中要把RAM區劃分多個BANK。

　　仔細觀察PIC單片機匯編語言指令的格式，一條完整的匯編語言指令語句通常是這樣的：標號操作碼助記符 操作數1，操作數2；注釋。其中，主體部分是‘操作碼助記符操作數1，操作數2’。

　　例如：

　　指令：MOVF 33，1

　　操作碼助記符：MOVF ；

　　操作數1：33 ；

　　操作數2：1 ；

　　而在程序被編譯時指令語句的主體部分會被轉換為代碼的形式，通常是：指令代碼操作數2 操作數1。

　　例如在指令位數為14位的中檔PIC單片機中：

　　指令：MOVF 33，1

　　轉換后代碼：00 1000 1 011 0011

　　其中指令代碼為：00 1000（MOVF f，d=00 1000 dfff ffff）；

　　操作數2：1 （d = 1）；

　　操作數1：011 0011 （f = 33H） ；

　　可以看到，由于指令代碼占用了6位，再加上操作數2占用的1位，分配給操作數1的只有7位了。也就是說操作數1最大只能是‘111 1111’（7FH），因此‘MOVF’直接的尋址范圍只能是00H~7FH之間。其它的對寄存器操作的指令情況基本相同，因此指令位數為14位的PIC 單片機將每125個（00H~7FH，80H~FFH……依此類推）寄存器劃分為一個BANK，并且將STATUS寄存器的RP1、RP0為定為BANK 設置位。在編寫程序時，要對某個寄存器進行操作就首先要對BANK的設置位進行設置，從而切換到該寄存器所在的BANK。

　　例如PIC16F877單片機的EECON1寄存器（地址18CH）就要通過設置BANK的形式來尋址了，這時尋址的地址數據是這樣組成的‘BANK值+操作數1’，其中‘BANK值’=‘RP1 RP0’。

　　舉個例子來說：

　　指令：BSF EECON1，1 ；

　　指令轉換后代碼：0101 001 000 1100 ；

　　這時如果‘BANK值’=3，尋址的地址數據就會是‘11 +000 1110’（18CH）；而此時如果BANK值為0，則尋址的地址數據就會是‘00 +000 1110’（0CH），這樣就出現了錯誤。

　　用同樣的方法我們可以分析PIC單片機的PAGE的設置。舉個例子，PIC16C5X的一個頁面是512條指令。它的‘GOTO’指令是這樣的： ‘101 k kkkk kkkk’（‘GOTO’指令沒有操作數2）。我們看到該指令的操作數1最大只能是‘1 1111 1111’（1FFH），因此在指令位數為12位的PIC16C5X 芯片中‘GOTO’ 指令只能在512條指令（000H~1FFH，200H~3FFH，……）的范圍內直接跳轉。同樣的理由，PIC16C5X的‘CALL’指令（‘1011 kkkk kkkk’）只能調用256條指令（000H~0FFH，200H~2FFH，……）范圍內的子程序，因此在進行PIC16C5X單片機的編程時要將供調用子程序的入口放在前半頁面。

　　而在指令位數為14位的PIC16F87X單片機中‘GOTO’指令代碼是‘101 kkk kkkk kkkk’，而‘CALL’的指令代碼是‘100 kkk kkkk kkkk’，它們的尋址范圍都是‘111 1111 1111’（3FFH）。因此在PIC16F87X單片機中，一個頁面長度就是3FFH=2048條指令（2K）。而且在使用中，使用‘CALL’指令時就不需要將子程序入口放在上半頁面了。