PIC單片機基礎學習之程序設計(一)

PIC單片機(Peripheral Interface Controller)是一種用來開發(fā)去控制外圍設備的集成電路(IC)。一種具有分散作用(多任務)功能的CPU。本內容講述了PIC單片機中的程序設計方面的學習

1、PIC單片機程序的基本格式
　　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單片機在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單片機的源程序并沒有要求統(tǒng)一的格式，大家可以根據(jù)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 　?。辉趶臀坏刂诽庌D入主程序
　　ORG 　 0 　　　　　　　　　；在0000H開始存放程序
　　；-----------------------------------------
　　；子程序區(qū)
　　；-----------------------------------------
　　DELAY MOVLW 255
　　　　　 ┋
　　　　 　RETLW 0
　??；------------------------------------------
　　；主程序區(qū)
　　；------------------------------------------
　　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
　　　　　　┋
　　　　　GO TO LOOP
　　；-------------------------------------------
　　　　　END 　　　　　　；程序結束
　　 注:MAIN標號一定要處在0頁面內。
　　2、PIC單片機程序設計基礎
　　1) 設置 I/O 口的輸入/輸出方向
　　PIC16C5X單片機的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(xiàn)，寫入值為“1”，則為輸入；寫入值為“0”，則為輸出。
　　　　MOVLW 0FH ?。?000 1111（0FH）
　　　　　　　　　　　　輸入 輸出
　　　　TRIS 6 　　?。粚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(xiàn)以寄存器F10為例：
　　　　MOVF 10，1 　　　　　；F10→F10，結果影響零標記狀態(tài)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(jù)狀態(tài)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?。?/span>
　　　　MOVF 8，0 　　　　　??；F8→W
　　　　SUBWF 9，0 　　　　??；F9—W（F8）→W
　　　　BTFSC STATUS，Z　　　；判斷F8=F9否
　　　  GO TO F8=F9
　　　　BTFSC STATUS，C 　　?。籆=0則跳
　　　　GO TO F9>F8 　　　　　?。籆=1相減結果為正，F(xiàn)9>F8
　　　　GOTO F9< 
F9 　　　　　??；C=0相減結果為負，F(xiàn)9　　┋
 

4) 循環(huán)n次的程序
　　如果要使某段程序循環(huán)執(zhí)行n次，可以用一個寄存器作計數(shù)器。下例以F10做計數(shù)器，使程序循環(huán)8次。
　　　　　　 COUNT EQU 10 　　　?。欢xF10名稱為COUNT（計數(shù)器）
　　　　　　　　　 ┋
　　　　　　 MOVLW 8
　　　　　　 MOVWF COUNT LOOP 　??；循環(huán)體
　　　LOOP
　　　　　　　　　　 ┋
　　　　　　 DECFSZ COUNT，1 　　?。籆OUNT減1，結果為零則跳
　　　　　　 GOTO LOOP 　　　　　??；結果不為零，繼續(xù)循環(huán)
　　　　　　　　　　 ┋ 　　　　　　；結果為零，跳出循環(huán)
　　 5)“IF……THEN……”格式的程序
　　下面以“IF X=Y THEN GOTO NEXT”格式為例。
　　　　　　 MOVF X，0 　　　　?。籜→W
　　　　　　 SUBWF Y，0 　　　??；Y—W（X）→W
　　　　　　 BTFSC STATUS，Z 　?。籜=Y 否
　　　　　　 GOTO NEXT 　　　　??；X=Y，跳到NEXT去執(zhí)行。
　　　　　　　　　 ┋ 　　　　　??；X≠Y
　　 6)“FOR……NEXT”格式的程序
　　“FOR……NEXT”程序使循環(huán)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，F(xiàn)11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(xù)循環(huán)
　　　　　　　　　　 ┋ 　　　　　　；X＝5，結束循環(huán)
　　 7）“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。
　　　　　 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 　　　　?。籜＝1繼續(xù)循環(huán)
　　　　　　　 ┋ 　　　　　　　；X≠1跳出循環(huán)
　　 8) PIC單片機查表程序
　　查表是程序中經(jīng)常用到的一種操作。下例是將十進制0～9轉換成7段LED數(shù)字顯示值。

　　　設LED為共陽，則0～9數(shù)字對應的線段值如下表：

 十進數(shù) 線段值 十進數(shù) 線段值 
0 C0H 5 92H 
1 C9H 6 82H 
2 A4H 7 F8H 
3 B0H 8 80H 
4 99H 9 90H
　　PIC單片機的查表程序可以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。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(shù)據(jù)地址
　　　　　　CALL　 CONVERT
　　　　　　MOVWF 　6 　　　　　　?。痪€段值置到B口，點亮LED
　　　　　　　　　 ┋
　　CONVERT MOVWF　 2　　　　　　　 ；W→PC TABLE
　　　　　　RETLW 　0C0H 　　　　??；“0”線段值
　　　　　　RETLW 　0F9H 　　　　?。?ldquo;1”線段值
　　　　　　　　　 ┋
　　　　　　RETLW 　90H 　　　　　?。?ldquo;9”線段值
　　 9)“READ……DATA，RESTORE”格式程序
　　“READ……DATA”程序是每次讀取數(shù)據(jù)表的一個數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)指針加1，準備取下一個數(shù)據(jù)。下例程序中以F10為數(shù)據(jù)表起始地址，F(xiàn)11做數(shù)據(jù)指針。
　　　　　　POINTER 　EQU 　11 　?。欢xF11名稱為POINTER
　　　　　　　　　 ┋
　　　　　　MOVLW 　　DATA
　　　　　　MOVWF 　　10 　　　??；數(shù)據(jù)表頭地址→F10
　　　　　　CLRF 　　POINTER 　?。粩?shù)據(jù)指針清零
　　　　　　　　　 ┋
　　　　　　MOVF 　　POINTER，0 　
　　　　　　ADDWF 10，0 　　　　??；W =F10+POINTER
　　　　　　　　　 ┋
　　　　　 INCF 　　　POINTER，1 ?。恢羔樇?
　　　　　 CALL CONVERT 　　　　??；調子程序，取表格數(shù)據(jù)
　　　　　　　　　 ┋
　　CONVERT MOVWF　　 2 　　?。粩?shù)據(jù)地址→PC
　　DATA 　RETLW 　　20H 　　??；數(shù)據(jù)
　　　　　　　　　 ┋
　　　　　 RETLW 15H 　　　　??；數(shù)據(jù)
　　如果要執(zhí)行“RESTORE”，只要執(zhí)行一條“CLRF POINTER”即可。
　　10) PIC單片機延時程序
　　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)。下例以F10計算，使循環(huán)重復執(zhí)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(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(huán)延時時間即為：（1+2）*100+2=302（μS）。在循環(huán)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(huán)嵌套的方式可以大大延長延時時間。下例用2個循環(huán)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) PIC單片機RTCC計數(shù)器的使用
　　RTCC是一個脈沖計數(shù)器，它的計數(shù)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?？梢杂贸绦騺磉x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(shù)1：256→RTCC
　　 LOOP 　MOVLW 　255 　　；RTCC計數(shù)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(shù)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(shù)值即可。