PIC單片機指令集簡介

PIC 8位單片機共有三個級別，有相對應的指令集。基本級PIC系列芯片共有指令33條，每條指令是12位字長;中級PIC系列芯片共有指令35條，每條指令是14位字長;高級PIC系列芯片共有指令58條，每條指令是16位字長。其指令向下兼容。

一、PIC匯編語言指令格式

PIC系列微控制器匯編語言指令與MCS-51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：

標號　操作碼助記符　操作數(shù)1，操作數(shù)2;注釋

指令格式說明如下：指令的4個部分之間由空格作隔離符，空格可以是1格或多格，以保證交叉匯編時，PC機能識別指令。

1?標號　與MCS-51系列單片機功能相同，標號代表指令的符號地址。在程序匯編時，已賦以指令存儲器地址的具體數(shù)值。匯編語言中采用符號地址(即標號)是便于查看、修改，尤其是便于指令轉(zhuǎn)移地址的表示。標號是指令格式中的可選項，只有在被其它語句引用時才需派上標號。在無標號的情況下，指令助記符前面必須保留一個或一個以上的空格再寫指令助記符。指令助記符不能占用標號的位置，否則該助記符會被匯編程序作標號誤處理。

書寫標號時，規(guī)定第一字符必須是字母或半角下劃線“—”，它后面可以跟英文和數(shù)字字符、冒號(：)制符表等，并可任意組合。再有標號不能用操作碼助記符和寄存器的代號表示。標號也可以單獨占一行。

2?操作碼助記符　該字段是指令的必選項。該項可以是指令助記符，也可以由偽指令及宏命令組成，其作用是在交叉匯編時，“指令操作碼助記符”與“操作碼表”進行逐一比較，找出其相應的機器碼一一代之。

3?操作數(shù)　由操作數(shù)的數(shù)據(jù)值或以符號表示的數(shù)據(jù)或地址值組成。若操作數(shù)有兩個，則兩個操作數(shù)之間用逗號(，)分開。當操作數(shù)是常數(shù)時，常數(shù)可以是二進制、八進制、十進制或十六進制數(shù)。還可以是被定義過的標號、字符串和ASCⅡ碼等。具體表示時，規(guī)定在二進制數(shù)前冠以字母“B”，例如B10011100;八進制數(shù)前冠以字母“O”，例如O257;十進制數(shù)前冠以字母“D”，例如D122;十六進制數(shù)前冠以“H”，例如H2F。在這里PIC 8位單片機默認進制是十六進制，在十六進制數(shù)之前加上Ox，如H2F可以寫成Ox2F。

指令的操作數(shù)項也是可選項。

PIC系列與MCS-51系列8位單片機一樣，存在尋址方法，即操作數(shù)的來源或去向問題。因PIC系列微控制器采用了精簡指令集(RISC)結(jié)構(gòu)體系，其尋址方式和指令都既少而又簡單。其尋址方式根據(jù)操作數(shù)來源的不同，可分為立即數(shù)尋址、直接尋址、寄存器間接尋址和位尋址四種。所以PIC系列單片機指令中的操作數(shù)常常出現(xiàn)有關寄存器符號。有關的尋址實例，均可在本文的后面找到。

4?注釋　用來對程序作些說明，便于人們閱讀程序。注釋開始之前用分號(;)與其它部分相隔。當匯編程序檢測到分號時，其后面的字符不再處理。值得注意：在用到子程序時應說明程序的入口條件、出口條件以及該程序應完成的功能和作用。

二、清零指令(共4條)

1?寄存器清零指令

實例：CLRW;寄存器W被清零

說明：該條指令很簡單，其中W為PIC單片機的工作寄存器，相當于MCS-51系列單片機中的累加器A，CLR是英語Clear的縮寫字母。

2?看門狗定時器清零指令。

實例：CLRWDT;看門狗定時器清零(若已賦值，同時清預分頻器)

說明：WDT是英語Watchdog Timer的縮寫字母。CLR見上述說明。注意該兩條指令無操作數(shù)。

3?寄存器f清零指令。指令格式：CLRF f

實例：CLRF TMRO;對TMRO清零

說明：在PIC系列8位單片機中，常用符號F(或f)代表片內(nèi)的各種寄程器和F的序號地址。F取值按PIC系列不同型號而不同，一般為Ox00～Ox1F/7F/FF。TMRO代表定時器/計數(shù)器TMRO，所以CLRF對寄程器清零，采用了直接尋址方式直接給出要訪問的寄存器TMRO。

4?位清零指令。指令格式 BCF f，b

實例：BCF REG1，2;把寄存器REG1的D2位清零

說明：BCF是英語Bit Clear F的縮寫。指令格式中的F，同上說明;符號b是表示PIC片內(nèi)某個8位數(shù)據(jù)寄存器F的位號(或位地址)，所以b的取值為0～7或D0～D7。實例中REG是Register的縮寫。實例中的2代表指令格式中的b=2即寄存器REG1的D2位。

通過上述四條清零指令格式和實例，可以說明，學習PIC系列8位單片機的指令時應首先了解指令的助記符意義(功能)，再有就是它的表達方式。初學者沒有必要死記指令，重要是理解和實踐。

三、面向字節(jié)、常數(shù)與控制操作的指令

1?傳送立即數(shù)至工作寄存器W指令

指令格式：MOVLW k;k表示常數(shù)、立即數(shù)和標號

說明：MOVLW是Move Literal to w的縮寫

實例：MOVL 0x1E;常數(shù)30送W

2?I/O口控制寄存器TRIS設置指令

指令格式;TRIS　f

說明;TRIS f是Load TRIS Register的縮寫。其功能是把工作寄存器W的內(nèi)容送入I/O口控制寄存器f。當W=0時，置對應I/O口為輸出;W=1，置I/O口為輸入。

實例：MOVLW 0x00 ;把00H送入W

TRIS RA ;置PIC RA口為輸出

MOVLW 0xFF ;把FFH送入W

TRIS RB ;置PIC RB口為輸入

說明：這是PIC匯編語言中常用的幾條指令，即設置某個I/O口(這里是RA口和RB口)為輸入或輸出的語句?？梢?，識讀指令時，一應充分理解語句格式的功能，二應前后聯(lián)系閱讀。

3?W寄存器內(nèi)容送寄存器f(W內(nèi)容保持不變)指令

指令格式：MOVWF f

說明：MOVWF是Move W to f的縮寫

實例：MOVLW 0x0B;送0BH送W

MOVWF 6 ;送W內(nèi)容到RB口

說明：第一條指令0x0B(常數(shù)11)送工作寄存器W，第二條指令，把W內(nèi)容常數(shù)11送到寄存器F6中，查表F6即為RB口，所以PORT_B(B口)=0BH=D11

4?寄存器f傳送指令

指令格式：MOVF f，d

說明：MOVF是Move f的縮寫。F代表PIC中的某個寄存器。指令中的d規(guī)定：d=0時，f內(nèi)容送W;d=1時，f內(nèi)容送寄存器。

實例：MOVF 6，0 ;RB口內(nèi)容送W

MOVWF 8　 ;RB口內(nèi)容送f8

說明：第一條指令中的6代表寄存器f=6，查寄存器表f=6為RB口;0代表d=0，代表選擇的目標為寄存器W。第二條指令中的8代表寄存器f=8。所以兩條指令結(jié)果是把RB口的內(nèi)容送f8。至于f8內(nèi)容是多少?還應在匯編語言開始時附加指令，這里從略。

5?空操作指令

指令格式：NOP

說明：NOP是英語No Operation的縮寫。NOP無操作數(shù)，所以稱為空操作。執(zhí)行NOP指令只使程序計數(shù)器PC加1，所以占用一個機器周期。

實例：MOVLW 0xOF　　 ;送OFH到W

MOVWF PORT_B ;W內(nèi)容寫入B口

NOP　　　　　 ;空操作

MOVF PORT_B，W ;讀操作

說明：該三條指令是一種對I/O口的B口連續(xù)操作的實例，其目的達到寫入B口的內(nèi)容要讀出時，應保證寫、讀之間有個穩(wěn)定時間，因此加入了空操作指令NOP。

6?無條件跳轉(zhuǎn)指令

指令格式：GOTO k

說明：執(zhí)行該條指令時，將指令轉(zhuǎn)移到指定的地址(跳轉(zhuǎn))。指令中的k，常與程序中的標號聯(lián)系起來。

實例：見第9條指令中

7?寄存器內(nèi)容減1，結(jié)果為零的間跳指令

指令格式：DECFSZ f，d

說明：DECFSZ是英語Decrement f，Skip of not 0的縮寫。符號f，d代表的意義，前述已作說明。該條指令是指寄存器的內(nèi)容減1存入W(d=0)或f(d=1)中。若指令執(zhí)行結(jié)果減1不為零，指令順序執(zhí)行;為零時，就間跳下一條指令后再執(zhí)行(等效順序執(zhí)行一條空指令NOP)，實際指令中，當d=1時，該項常被略去。

8?寄存器內(nèi)容加1，結(jié)果為零間跳指令

指令格式：INCFSZ f，d

說明：INCFSZ是英語Increment f，Skip of 0的縮寫。該條指令與上一條(7)指令差別僅在于“1”上，即執(zhí)行這條指令時，寄存器f內(nèi)容加1，若結(jié)果不為零，則指令順序執(zhí)行;為零則指令間跳執(zhí)行。執(zhí)行這條指令的其它邏輯關系與上條相同。

9?子程序返回指令

指令格式：RETLW k

說明：RETLW是Return Literal to W的縮寫。該指令代表子程序返回，返回前先把8位立即數(shù)送W。

實例：PIC某個匯編語言的延時子程序(摘要)：

(1)BELY MOVLW 0xC5 ;送延時常數(shù)0C5H入W

(2)　　 MOVWF COUNT2;0C5H送入計數(shù)器2

(3)　　 CLRF COUNT1;對計數(shù)器1清零

(4)LOOP INCFSZ COUNT1;計數(shù)器1加1計數(shù)器1加

1結(jié)果不為零，跳轉(zhuǎn)循環(huán)

(5)　　 GOTO LOOP　;

(6)　　 DECTSZ CPUNT2 ;計數(shù)2減1計數(shù)器2減1

結(jié)果不為零，跳轉(zhuǎn)循環(huán)重

復執(zhí)行第4條指令

(7)　　 GOTO LOOP　;

(8)　　 RETLW 0　　　;子程序執(zhí)行結(jié)束返回

說明：程序中的注釋已分別對每條指令的功能作了說明，補充說明1?當執(zhí)行第(4)條加1指令結(jié)果為零時，就間跳轉(zhuǎn)到執(zhí)行第(6)條指令。2?當執(zhí)行第(6)條減1指令結(jié)果為零時，就間跳轉(zhuǎn)到第(8)條子程序返回，整個延時指令才算完成。3?計數(shù)器1或2代表PIC中某個寄存器，該寄存器由程序開始的偽指令賦值決定(關于偽指令今后將作專門介紹)。

本文關于指令的注釋將與前述指令中的略有不同。前述指令注釋時是對指令具體完成的功能給以說明，這種注釋方法對初學者確實易于接受和理解，但是實際應用中的PIC產(chǎn)品匯編語言的注釋通常是以程序要做什么(或指令的作用)而不是說指令的直接功能。鑒于上述原因，下述的指令注釋將改變過去的注釋方法，用程序應起的作用作注釋。

10?寄程器半字節(jié)交換指令

指令格式：SWAPF　f，d

說明：SWAPF是Swap f的合寫。符號f、d的意義與前述的相同。該條指令的功能是寄存器f的高4位與低4位交換，即指令執(zhí)行前，若寄存器f的8位狀態(tài)為D7、D6、D5、D4、D3、D2、D1、D0，執(zhí)行后的8位狀態(tài)變?yōu)镈3、D2、D1、D0、D7、D6、D5、D4，其結(jié)果存入W(d=0)或f(d=1)中。

實例：中斷現(xiàn)場保護是中斷技術(shù)中重要部分。由于PIC16C××指令系統(tǒng)中沒有進棧PUSH和出棧POP指令，所以只能用其它指令來實現(xiàn)。因為在主程序中常常用到工作寄存器W和狀態(tài)寄存器STATUS，所以中斷現(xiàn)場保護常要保護寄存器W和STATUS。

下面是對PIC16C7×系列芯片中斷現(xiàn)場保護的實例程序。

MOVWF W_TEMP 　 ;將W內(nèi)容存入到臨時寄存器

W_TEMP中

SWAPF STATUS，W　 ;交換STATUS與W內(nèi)容

MOVWF STATUS_TEMP ;將STATUS的內(nèi)容存入到臨

…　　　　　　　　　　 時寄存器STATUS_TEMP中

中斷服務程序

…

SWAPF STATUS_TEMP，W;交換STATUS_TEMP與W

的內(nèi)容

MOVWF STATUS　　　 ;STATUS復原成原來的狀態(tài)

SWAPF W_TEMP，F(xiàn)　　 ;交換內(nèi)容

SWAPF W_TEMP，W　　;W復原成原來的狀態(tài)

說明：上述程序中各條指令的注釋基本上都是以程序應達到的目的而注釋的，對每條指令的功能幾乎未涉及。這是初學者應特別注意的。

11?子程序調(diào)用指令(Subroutine Call)

指令格式：CALL k;k為立即地址

說明：子程序調(diào)用，不同型號芯片的實現(xiàn)方法不盡相同，其共同點是首先將返回地址((PC)+1)壓棧保護，再轉(zhuǎn)入所調(diào)用的子程序入口地址執(zhí)行(與MCS-51指令功能相似)。

指令格式模式：HERE CALL DELAY;調(diào)用延時子程序

…

DELAY MOVLW 0x80　;延時子程序

RETLW 0

說明：調(diào)用指令執(zhí)行前，PC=地址HERE

調(diào)用指令執(zhí)行后，PC=地址DELAY(標號)，堆棧指針TOS=HERE+1(返回地址)。

實例：見下條指令的實例

12?寄存器內(nèi)容取反指令

指令格式：COMF　f，d

說明：COMF是Complement f的縮寫。其中d=1時，操作(f)→f;d=0時，操作(f)→w。

功能：寄存器f內(nèi)容取反后送入W(d=0)或f自身(d=1)。

實例：　 ORG 　 0x1FF

GOTO MAIN

ORG 　 0

DELAY …

MAIN MOVLW 0 ;主程序開始

TRTS 5 ;設置RA口為輸出

BCF 5，0　 ;置RA口0位為0

LOOP 　 CALL DELAY;閃動延時

COMF 5? ;RA口求反(亮—滅—

亮……控制)

GOTO LOOP ;循環(huán)

…

說明：上述指令是一種PIC16C54 LED發(fā)光控制實驗部分程序。其中延時子程序DELY未列出，但不影響本條指令的識讀。程序中的主程序開始的三條指令，均已介紹過，緊跟著的CALL指令是調(diào)用執(zhí)行子程序，其入口地址為標號DELAY。子程序執(zhí)行結(jié)束后，又執(zhí)行COMF 5的LED發(fā)光亮—滅…亮—滅……控制指令。后面一條GOTO LOOP指令是達到LED循環(huán)點亮目的。

13?面向位的操作指令(共4條，PIC高級產(chǎn)品多增一條)

該類指令除一條位清零外，另有一條寄存器f位b的置1指令和另外兩條位跳步指令(PIC高級產(chǎn)品多增一條f的b位觸發(fā)轉(zhuǎn)換指令)。

(1)位置1指令。指令格式 BSF　f，b

說明：BSF是Bit Set f的縮寫。F和b的意義與前述相同，該條指令的功能是將寄存器f的b位置1。

(2)位測試、為零間跳指令。指令格式 BTFSC f，b

說明：BTFSC是Bit Test，Skip if Clear的縮寫。指令功能是測試寄存器f位“b”，如為0，跳過下一條指令;為1順序執(zhí)行，即當f(b)=0時，就不執(zhí)行當前指令而執(zhí)行下一條指令(間跳)，即用一條空指令NOP代替它，所以該條指令占用2個指令周期。

(3)位測試、為1間跳指令。指令格式 BTFSS　f，b

說明：BTFSS是Bit Test，Skip if Set的縮寫。其指令的邏輯功能與上條相反，位測試f(b)=1就間跳執(zhí)行，f(b)=0順序執(zhí)行。

上面介紹的PIC 8位單片機匯編語言指令僅是部分指令，此外還有循環(huán)左、右移指令;W和寄存器f相“加”、相“與”指令和進入睡眠方式等指令。鑒于報紙版面的限制，不在這里一一介紹，今后將在程序的應用試驗中再作補充說明。　　?成都　史為

知識競賽試題：

13?請把下列程序加注釋，程序中的“5”代表RA(F5)口;“6”代表RB(F6)口。

CLRW 　　;MOVLW OFFH

TRIS 5 　 TRIS　 6

BCF 5，1 　 　BCF　 5?0

BSF 5，0　　　 …　　右排接左

擴展閱讀：單片機執(zhí)行指令的過程