PIC系列單片機程序設計基礎

     1、程序的基本格式

　　先介紹二條偽指令：
　　EQU ——標號賦值偽指令 
　　ORG ——地址定義偽指令 
　　PIC16C5X在RESET后指令計算器PC被置為全“1”，所以PIC16C5X幾種型號芯片的復位地址為：
　　 PIC16C54/55：1FFH
　　 PIC16C56：3FFH
　　 PIC16C57/58：7FFH
　　

       一般來說，PIC的源程序并沒有要求統一的格式，大家可以根據自己的風格來編寫。但這里我們推薦一種清晰明了的格式供參考。 
　　TITLE This is …… ；程序標題 
　　；-------------------------------------- 
　　；名稱定義和變量定義 
　　；--------------------------------------
　　F0 　　　EQU 　0 
　　RTCC 　　EQU 　1 
　　PC 　　　EQU 　2 
　　STATUS 　EQU 　3 
　　FSR　　　EQU 　4 
　　RA 　　　EQU 　5 
　　RB 　　　EQU 　6 
　　RC 　　　EQU 　7 　
　　　　　　 ┋ 
　　PIC16C54 EQU 1FFH ；芯片復位地址 
　　PIC16C56 EQU 3FFH 
　　PIC16C57 EQU 7FFH 
　　；-----------------------------------------
　　ORG PIC16C54 GOTO MAIN 　　；在復位地址處轉入主程序 
　　ORG 　 0 　　　　　　　　　；在0000H開始存放程序 
　　；----------------------------------------- 
　　；子程序區 
　　；-----------------------------------------
　　DELAY MOVLW 255 
　　　　　 ┋ 
　　　　 　RETLW 0 
　　；------------------------------------------ 
　　；主程序區 
　　；------------------------------------------
　　MAIN 
　　　　　 MOVLW B‘00000000’ 
　　　　　 TRIS RB 　　　　　　；RB已由偽指令定義為6，即B口 
　　　　　　 ┋ 
　　LOOP 
　　　　　　BSF RB，7 CALL DELAY 　　　　　　　 
　　　　　　BCF RB，7 CALL DELAY 
　　　　　　　 ┋ 
　　　　　　GOTO LOOP 
　　；------------------------------------------- 
　　　　　　 END 　　　　　　；程序結束 
　　 注:MAIN標號一定要處在0頁面內。 
　　

        2、程序設計基礎 
　　1) 設置 I/O 口的輸入/輸出方向
　　PIC16C5X的I/O 口皆為雙向可編程，即每一根I/O 端線都可分別單獨地由程序設置為輸入或輸出。這個過程由寫I/O 控制寄存器TRIS f來實現，寫入值為“1”，則為輸入；寫入值為“0”，則為輸出。 
　　　　　　MOVLW 0FH 　；0000 1111（0FH） 
　　　　　　　　　　　　輸入 輸出 
　　　　　　TRIS 6 　　　；將W中的0FH寫入B口控制器， 
　　　　　　　　　　　　 ；B口高4位為輸出，低4位為輸入。
　　　　　　MOVLW 0C0H ； 11 000000（0C0H） 
　　　　　　　　　　　　　 RB4，RB5輸出0 RB6，RB7輸出1 
　　2) 檢查寄存器是否為零
　　如果要判斷一個寄存器內容是否為零，很簡單，現以寄存器F10為例： 
　　　　　　MOVF 10，1 　　　　　；F10→F10，結果影響零標記狀態位Z 
　　　　　　BTFSS STATUS，Z 　　　；F10為零則跳 
　　　　　　GOTO NZ 　　　　　　　；Z=0即F10不為零轉入標號NZ處程序 
　　　　　　 ┋ 　　　　　　　　　；Z=1即F10=0處理程序 
　　3) 比較二個寄存器的大小 
　　要比較二個寄存器的大小，可以將它們做減法運算，然后根據狀態位C來判斷。注意，相減的結果放入W，則不會影響二寄存器原有的值。 
　　例如F8和F9二個寄存器要比較大小： 
　　　　　　 MOVF 8，0 　　　　　　；F8→W 
　　　　　　 SUBWF 9，0 　　　　　；F9—W（F8）→W 
　　　　　　 BTFSC STATUS，Z　　　 ；判斷F8=F9否 
　　　　　　 GOTO F8=F9 
　　　　　　 BTFSC STATUS，C 　　　；C=0則跳 
　　　　　　 GOTO F9>F8 　　　　　　；C=1相減結果為正，F9>F8 
　　　　　　 GOTO F9< 
F9 　　　　　　；C=0相減結果為負，F9<F8
　　　　　　　　 ┋ 
　　 4) 循環n次的程序 
　　如果要使某段程序循環執行n次，可以用一個寄存器作計數器。下例以F10做計數器，使程序循環8次。 
　　　　　　 COUNT EQU 10 　　　　；定義F10名稱為COUNT（計數器） 
　　　　　　　　　 ┋ 
　　　　　　 MOVLW 8 
　　　　　　 MOVWF COUNT LOOP 　　；循環體 
　　　LOOP
　　　　　　　　　　 ┋ 
　　　　　　 DECFSZ COUNT，1 　　　；COUNT減1，結果為零則跳 
　　　　　　 GOTO LOOP 　　　　　　；結果不為零，繼續循環 
　　　　　　　　　　 ┋ 　　　　　　；結果為零，跳出循環 
　　 5)“IF……THEN……”格式的程序 
　　下面以“IF X=Y THEN GOTO NEXT”格式為例。 
　　　　　　 MOVF X，0 　　　　　；X→W 
　　　　　　 SUBWF Y，0 　　　　；Y—W（X）→W 
　　　　　　 BTFSC STATUS，Z 　　；X=Y 否 
　　　　　　 GOTO NEXT 　　　　　；X=Y，跳到NEXT去執行。 
　　　　　　　　　 ┋ 　　　　　　；X≠Y 
　　 6)“FOR……NEXT”格式的程序 
　　“FOR……NEXT”程序使循環在某個范圍內進行。下例是“FOR X=0 TO 5”格式的程序。F10放X的初值，F11放X的終值。
　　　　　　START 　EQU 　10 
　　　　　　DAEND 　EQU 　11 
　　　　　　　　　　 ┋ 
　　　　　　MOVLW 0 
　　　　　　MOVWF START 　　　　；　0→START（F10） 
　　　　　　MOVLW 5 
　　　　　　MOVWF DAEND 　　　　；5→DAEND（F11） 
　　 LOOP 
　　　　　　　　　　 ┋ 
　　　　　 INCF START，1 　　　　；START值加1 
　　　　　 MOVF START，0 
　　　　　 SUBWF DAEND，0 　　　　；START=DAEND ？（X=5否）
　　　　　 BTFSS STATUS，Z 
　　　　　 GOTO LOOP　　　　　　　 ；X＜5，繼續循環 
　　　　　　　　　　 ┋ 　　　　　　；X＝5，結束循環 
　　 7）“DO WHILE……END”格式的程序 
　　“DO WHILE……END”程序是在符合條件下執行循環。下例是“DO WHILE X=1”格式的程序。F10放X的值。 
　　　　　 X 　EQU 　10 
　　　　　　　 ┋ 
　　　　　 MOVLW 　1 
　　　　　 MOVWF 　X 　　　　；1→X（F10），作為初值 
　　 LOOP 
　　　　　　　 ┋ 
　　　　　 MOVLW 1 
　　　　　 SUBWF X，0 
　　　　　 BTFSS STATUS，Z 　　；X＝1否？ 
　　　　　 GOTO LOOP 　　　　　；X＝1繼續循環 
　　　　　　　 ┋ 　　　　　　　；X≠1跳出循環 
　　 8) 查表程序 
　　查表是程序中經常用到的一種操作。下例是將十進制0～9轉換成7段LED數字顯示值。若以B口的RB0～RB6來驅動LED的a～g線段，則有如下關系：

　　設LED為共陽，則0～9數字對應的線段值如下表：

十進數 線段值 十進數 線段值 
0 C0H 5 92H 
1 C9H 6 82H 
2 A4H 7 F8H 
3 B0H 8 80H 
4 99H 9 90H 

　　PIC的查表程序可以利用子程序帶值返回的特點來實現。具體是在主程序中先取表數據地址放入W，接著調用子程序，子程序的第一條指令將W置入PC，則程序跳到數據地址的地方，再由“RETLW”指令將數據放入W返回到主程序。下面程序以F10放表頭地址。
　　　　　　MOVLW 　TABLE 　　　　；表頭地址→F10 　
　　　　　　MOVWF 　10 
　　　　　　　　　 ┋ 
　　　　　　MOVLW　 1 　　　　　　　；1→W，準備取“1”的線段值 
　　　　　　ADDWF 　10，1 　　　　　；F10+W =“1”的數據地址 
　　　　　　CALL　 CONVERT 
　　　　　　MOVWF 　6 　　　　　　　；線段值置到B口，點亮LED 
　　　　　　　　　 ┋ 
　　CONVERT MOVWF　 2　　　　　　　 ；W→PC TABLE 
　　　　　　RETLW 　0C0H 　　　　　；“0”線段值 
　　　　　　RETLW 　0F9H 　　　　　；“1”線段值 
　　　　　　　　　 ┋ 
　　　　　　RETLW 　90H 　　　　　　；“9”線段值 
　　 9)“READ……DATA，RESTORE”格式程序 
　　“READ……DATA”程序是每次讀取數據表的一個數據，然后將數據指針加1，準備取下一個數據。下例程序中以F10為數據表起始地址，F11做數據指針。 
　　　　　　POINTER 　EQU 　11 　　；定義F11名稱為POINTER 
　　　　　　　　　 ┋ 
　　　　　　MOVLW 　　DATA 
　　　　　　MOVWF 　　10 　　　　；數據表頭地址→F10 
　　　　　　CLRF 　　POINTER 　　；數據指針清零 
　　　　　　　　　 ┋ 
　　　　　　MOVF 　　POINTER，0 　
　　　　　　ADDWF 10，0 　　　　　；W =F10+POINTER 
　　　　　　　　　 ┋ 
　　　　　 INCF 　　　POINTER，1 　；指針加1
　　　　　 CALL CONVERT 　　　　　；調子程序，取表格數據 
　　　　　　　　　 ┋ 
　　CONVERT MOVWF　　 2 　　　；數據地址→PC 
　　DATA 　RETLW 　　20H 　　　；數據 
　　　　　　　　　 ┋ 
　　　　　 RETLW 15H 　　　　　；數據 
　　如果要執行“RESTORE”，只要執行一條“CLRF POINTER”即可。 
　　10) 延時程序 
　　如果延時時間較短，可以讓程序簡單地連續執行幾條空操作指令“NOP”。如果延時時間長，可以用循環來實現。下例以F10計算，使循環重復執行100次。
　　　　　 MOVLW D‘100’ 
　　　　　 MOVWF 10 
　　LOOP 　DECFSZ 10，1 　　；F10—1→F10，結果為零則跳 
　　　　　 GOTO LOOP 
　　　　　　 ┋ 
　　延時程序中計算指令執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1μS。所以單周期指令時間為1μS，雙周期指令時間為2μS。在上例的LOOP循環延時時間即為：（1+2）*100+2=302（μS）。在循環中插入空操作指令即可延長延時時間： 
　　　　　　MOVLW 　D‘100’ 
　　　　　　MOVWF 　10 
　　LOOP 　　NOP 
　　　　　　 NOP 
　　　　　　 NOP 
　　　　　　DECFSZ 10，1 
　　　　　　GOTO LOOP 
　　　　　　　 ┋ 
　　延時時間=（1+1+1+1+2）*100+2=602（μS）。 
　　用幾個循環嵌套的方式可以大大延長延時時間。下例用2個循環來做延時： 
　　　　　　MOVLW 　　D‘100’ 
　　　　　　MOVWF 　　10 
　　LOOP　　MOVLW 　　D‘16’ 
　　　　　　MOVWF 　　11 
　　LOOP1 　DECFSZ 　　11，1 
　　　　　　GOTO 　　　LOOP1 
　　　　　　DECFSZ 　　10，1 
　　　　　　GOTO LOOP 
　　　　　　 ┋ 
　　延時時間=1+1+[1+1+（1+2）*16-1+1+2]*100-1=5201（μS） 
　　11) RTCC計數器的使用
　　RTCC是一個脈沖計數器，它的計數脈沖有二個來源，一個是從RTCC引腳輸入的外部信號，一個是內部的指令時鐘信號。可以用程序來選擇其中一個信號源作為輸入。RTCC可被程序用作計時之用；程序讀取RTCC寄存器值以計算時間。當RTCC作為內部計時器使用時需將RTCC管腳接VDD或VSS，以減少干擾和耗電流。下例程序以RTCC做延時：
　　　　　　RTCC 　EQU 　1 
　　　　　　 ┋ 
　　　　　　CLRF 　RTCC 　　　；RTCC清0 
　　　　　　MOVLW 　07H 
　　　　　　OPTION 　　　；選擇預設倍數1：256→RTCC 
　　 LOOP 　MOVLW 　255 　　；RTCC計數終值 
　　　　　　SUBWF 　RTCC，0 
　　　　　　BTFSS STATUS，Z 　　；RTCC=255？ 
　　　　　　GOTO LOOP 
　　　　　　　┋ 
　　這個延時程序中，每過256個指令周期RTCC寄存器增1（分頻比=1：256），設芯片使用4MHz振蕩，則： 
　　延時時間=256*256=65536（μS） 
　　RTCC是自振式的，在它計數時，程序可以去做別的事情，只要隔一段時間去讀取它，檢測它的計數值即可。 
　　12) 寄存器體（BANK）的尋址 
　　對于PIC16C54/55/56，寄存器有32個，只有一個體（BANK），故不存在體尋址問題，對于PIC16C57/58來說，寄存器則有80個，分為4個體（BANK0-BANK3）。在對F4（FSR）的說明中可知，F4的bit6和bit5是寄存器體尋址位，其對應關系如下：


Bit6 　Bit5 BANK 物理地址 
　0　 　　0 BANK0 10H～1FH 
　0 　　　1 BANK1 30H～3FH 
　1 　　　0 BANK2 50H～5FH 
　1　　　 1 BANK3 70H～7FH 

　　當芯片上電RESET后，F4的bit6,bit5是隨機的，非上電的RESET則保持原先狀態不變。 
　　下面的例子對BANK1和BANK2的30H及50H寄存器寫入數據。 
　　例1．（設目前體選為BANK0） 
　　　　　　BSF　　 4，5　　　 ；置位bit5=1,選擇BANK1 
　　　　　　MOVLW　 DATA 
　　　　　　MOVWF 　10H 　　　； DATA→30H 
　　　　　　BCF　　 4，5 
　　　　　　BSF 　　4，6 　　；bit6=1,bit5=0選擇BANK2 
　　　　　　MOVWF 　10H 　　　；DATA→50H 
　　從上例中我們看到，對某一體（BANK）中的寄存器進行讀寫，首先要先對F4中的體尋址位進行操作。實際應用中一般上電復位后先清F4的bit6和bit5為0，使之指向BANK0，以后再根據需要使其指向相應的體。 
　　注意，在例子中對30H寄存器（BANK1）和50H寄存器（BANK2）寫數時，用的指令“MOVWF 10H”中寄存器地址寫的都是“10H”，而不是讀者預期的“MOVWF 30H”和“MOVWF 50H”，為什么？ 
　　讓我們回顧一下指令表。在PIC16C5X的所有有關寄存器的指令碼中，寄存尋址位都只占5個位：fffff，只能尋址32個（00H—1FH）寄存器。所以要選址80個寄存器，還要再用二位體選址位PA1和PA0。當我們設置好體尋址位PA1和PA0，使之指向一個BANK，那么指令“MOVWF 10H”就是將W內容置入這個BANK中的相應寄存器內（10H，30H，50H，或70H）。
　　有些設計者第一次接觸體選址的概念，難免理解上有出入，下面是一個例子： 
　　例2：（設目前體選為BANK0） 
　　　　　　MOVLW 　55H　
　　　　　　MOVWF 　30H 　　；欲把55H→30H寄存器 
　　　　　　MOVLW 　66H 
　　　　　　MOVWF 　50H 　　；欲把66H→50H寄存器 
　　以為“MOVWF 30H”一定能把W置入30H，“MOVWF 50H”一定能把W置入50H，這是錯誤的。因為這兩條指令的實際效果是“MOVWF 10H”，原因上面已經說明過了。所以例2這段程序最后結果是F10H=66H，而真正的F30H和F50H并沒有被操作到。
　　建議：為使體選址的程序清晰明了，建議多用名稱定義符來寫程序，則不易混淆。 　

    　例3：假設在程序中用到BANK0，BANK1，BANK2的幾個寄存器如下： 

BANK0 地址 BANK1 地址 BANK2 地址 BANK3 地址 
A 10H B 30H C 50H