PIC單片機(jī)原理及應(yīng)用第六章1.ppt

1、PIC單片機(jī)指令系統(tǒng)和其它單片機(jī)一樣，是較為低級(jí)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(shí)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(jí)語言之上設(shè)計(jì)出一種新的符號(hào)語言，即匯編語言。 匯編語言是機(jī)器語言的符號(hào)表達(dá)。,第6章 匯編語言程序設(shè)計(jì),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,標(biāo)號(hào)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

2、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(chǔ)器中的地址賦值給標(biāo)號(hào)。,1. 標(biāo)號(hào),標(biāo)號(hào)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(hào)。標(biāo)號(hào)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(hào)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(hào)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(hào)，如：ADD、PCLATH等。,使用標(biāo)號(hào)的要點(diǎn)是：,一個(gè)標(biāo)號(hào)只能表示一個(gè)地址，不允許多個(gè)地址用一個(gè)標(biāo)號(hào)重復(fù)定義。 標(biāo)號(hào)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(hào)必須頂格書寫，

3、結(jié)束不用冒號(hào)。,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,操作碼所對應(yīng)的指令助記符，其中的符號(hào)大小寫可以混寫，而不會(huì)影響操作碼的含意，這一點(diǎn)和標(biāo)號(hào)、操作數(shù)符號(hào)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(hào)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：,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(hào)變量所表示的數(shù)據(jù)或地址。,3

4、.操作數(shù),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(hào)（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(hào)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）。,各種進(jìn)制168的表示形式,注釋內(nèi)容用分號(hào)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,用分號(hào)（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(hào)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

5、的要點(diǎn)是：,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,格式：ORG nnnn 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(chǔ)器中的起始存放地址。,1.定位偽指令：ORG（Origin）,例題6-1以下三個(gè)程序段的含義是一樣的。 ; ;程序段1 ; ORG0008H;常數(shù)0008H STARTMOVLW00H ; ;程序段2 ; ABCEQU0008H ORGABC;標(biāo)識(shí)

6、符ABC即0008H STARTMOVLW00H ; ;程序段3 ; ABCEQU0004H ORGABC+4;代數(shù)表達(dá)式即0008H STARTMOVLW00H,格式：符號(hào)名 EQU nn 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(hào)參數(shù)，都必須在前面定義符號(hào)名的初始數(shù)值或存儲(chǔ)器地址。 符號(hào)名一旦被EQU賦值，其值便不能被再重新定義。這里的符號(hào)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(chǔ)器地址。,2.賦值偽指令：EQU（Equate）,實(shí)際上對于偽指令：ABC EQU20H，其中AB

7、C既可以認(rèn)為是符號(hào)變量，因?yàn)锳BC可以代表20H地址；又可以認(rèn)為是符號(hào)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(hào)量，應(yīng)結(jié)合引用的指令進(jìn)行分析才能真正確定符號(hào)量的類型。,分析 ABC EQU 20H,【例題6-2】正確區(qū)別符號(hào)變量和符號(hào)常量之間的關(guān)系。 ABCEQU 20H ；定義符號(hào)量ABC ORG 0000H NOP MOVLW 77H MOVWF 20H MOVLW 88H MOVF ABC,0；ABC為符號(hào)變量 MOVLW ABC ；ABC為符號(hào)常量 NOP END,在符號(hào)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：ABC EQU20

8、H 在引用符號(hào)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(huì)發(fā)生出錯(cuò)信息。,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,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 例如：P16F877 2）R 例如：RDEC（十進(jìn)制）； RHEX（十六進(jìn)制）； RBIN（二進(jìn)制）； 默認(rèn)為十六進(jìn)制。,4.列表選項(xiàng)偽指令：LIST,格式：

9、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(dòng)，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,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 ORG0000H NOP ORG0100H DB45H,67H,89H,0ABH,0CDH,0EFH;定義6個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù) ORG0200H DB45

10、67H,89ABH,0CDEFH;定義6個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù) ORG0300H DBA,B,C,D,E,F,G;定義6個(gè)字符數(shù)據(jù) ORG0400H DBABCDEFG;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。,格式：RADIX 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：RADIX DEC ；定義為十進(jìn)制 RADIX HEX ；定義為十六進(jìn)制 RADIX OCT ；定義為八進(jìn)制,7.進(jìn)制定義偽指令：RADIX,8. 體選偽指

11、令 BANKSEL BANKSEL ABC MOVLW 00H MOVWF ABC 9. 頁選偽指令 PAGESEL PAGESEL DEL10MS CALL DEL10MS,6.3 存儲(chǔ)器選擇方式,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器體選方式 直接尋址訪問數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 7+2模式 間接尋址訪問數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 8+1模式,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,2. 程序存儲(chǔ)器頁選方式 6種途徑 （1）復(fù)位地址0000H； （2）中斷地址0004H； （3）

12、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(dòng)形成； （4）、（5）、（6）PC需要裝載。,例題6-4 LISTP=16F877;PAGESEL INCLUDEP16F877.INC ; COUNTEREQU30H;查表偏移量 ORG0000H NOP MOVLW20H;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器起始地址 MOVWFFSR CLRFCOUNTER;查表偏移量置0 LOOPMOVFCOUNTER,W CALLCHABIAO;調(diào)用查表子程序 MOVWFINDF;送入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 INCFCOUNTER;指向

13、下一偏移量 INCFFSR;指向下一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 BTFSSCOUNTER,4;是否已取16個(gè)數(shù)據(jù) GOTOLOOP;否，繼續(xù) GOTO$;是，停止,查表子程序 ; CHABIAOADDWFPCL,F;增加偏移量 RETLW00H;第0個(gè)數(shù)據(jù) RETLW01H;第1個(gè)數(shù)據(jù) RETLW02H;第2個(gè)數(shù)據(jù) RETLW03H;第3個(gè)數(shù)據(jù) RETLW04H;第4個(gè)數(shù)據(jù) RETLW05H;第5個(gè)數(shù)據(jù) RETLW06H;第6個(gè)數(shù)據(jù) RETLW07H;第7個(gè)數(shù)據(jù) RETLW08H;第8個(gè)數(shù)據(jù) RETLW09H;第9個(gè)數(shù)據(jù) RETLW0AH;第10個(gè)數(shù)據(jù) RETLW0BH;第11個(gè)數(shù)據(jù) RETLW0CH;第12

14、個(gè)數(shù)據(jù) RETLW0DH;第13個(gè)數(shù)據(jù) RETLW0EH;第14個(gè)數(shù)據(jù) RETLW0FH;第15個(gè)數(shù)據(jù) ; END,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),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 INCFSZ、DECFSZ； 3.位測試指令 BTFSS、 BTFSC。,6.4.1 跳轉(zhuǎn)和循環(huán)子程序,【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。 ORG 0000H MOVLWD101 MOVWF20H LOOPD

15、ECFSZ20H,F GOTORRT GOTOPPY RRTPAGESELXSH CALLXSH PAGESELLOOP GOTOLOOP PPYEND,【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。 MOVF30H,W SUBWF20H,W BTFSCSTATUS GOTOL20H MOVF30H,W MOVWF40H GOTOPOP L20HMOVF20H,W MOVWF40H POPEND,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

16、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,【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 ; COUNTEREQU20H ORG1000H DELAYMOVLW0FFH MOVWFCOUNTER LOOPDECFSZCOUNTER GOTOLOOP RETURN,【例題6-8】請編寫10MS軟件延時(shí)子程序。 ORG0000H DEL10MSMOVLW0DH MOVWF20H LOOP1MOVLW0FFH MOVWF21H LOOP2DECFSZ21H GOTOLOOP2 DECFSZ20H GOTOLOO

17、P1 RETURN,【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DELAY1S DELAY1SMOVLW06H MOVWF20H LOOP1MOVLW0EBH MOVWF21H LOOP2MOVLW0ECH MOVWF22H LOOP3DECFSZ22H GOTOLOOP3 DECFSZ21H GOTOLOOP2 DECFSZ20H GOTOLOOP1 RETURN,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,【例題6-10】將RC端口與共陰極LE

18、D八段顯示器相連，從09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,00000000,XXXXXXXX,PIC單片機(jī)架構(gòu)PC相對尋址,查表實(shí)例,MOVLWHIGH DECODE MOVWFPCLATH MOVF DISPLAYVALUE,W CALLDECODE MOVWFPORTB GOTOCONTINUE DECODE ADDWFPCL,F RETLWB00111111 ;DECODE 0 RETLWB00000110 ;DECODE 1 RETLWB01011011 ;DECODE 2 RETLWB01001111 ;DECODE 3 RETLWB011

19、00110 ;DECODE 4 RETLWB01101101 ;DECODE 5 RETLWB01111101 ;DECODE 6 RETLWB00000111 ;DECODE 7 RETLWB01111111 ;DECODE 8 RETLWB01101111 ;DECODE 9 CONTINUE,b,e,RB0,RB1,RB2,RB3,RB4,RB5,RB6,b,c,d,e,f,g,W 寄存器,I/O B口,01101101,00000101,01101101,【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(dòng)顯示方式，間隔時(shí)間為1秒，請編寫相應(yīng)的軟件程序。,ABC

20、EQU20H TRISCEQU03H PORTCEQU87H STATUSEQU07H ;主程序 ORG0000H NOP BSFSTATUS,RP0 MOVLW00H MOVWFTRISC BCFSTATUS,RP0 MAINMOVLW00H MOVWFABC MOVLW00H MOVWFPORTC STMOVFABC,W CALLSHUZH MOVWFPORTC CALLDELAY1S INCFABC,F BTFSSABC,4 GOTOST GOTOMAIN,;查表子程序 SHUZHADDWFPCL,F RETLW00H RETLW01H RETLW03H RETLW07H RETLW0F

21、H RETLW1FH RETLW3FH RETLW7FH RETLW0FFH RETLW0FEH RETLW0FCH RETLW0F8H RETLW0F0H RETLW0E0H RETLW0C0H RETLW080H DELAY1S;1s延時(shí)子程序 END,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

22、支功能跳轉(zhuǎn)子程序,假定W為某個(gè)按鍵的輸入值 JIANGN ADDWF PCL，F(xiàn) ；確定相對偏移量 GOTO PKEY0 ；執(zhí)行PKEY0鍵盤定義功能 GOTO PKEY1 ；執(zhí)行PKEY1鍵盤定義功能 GOTO PKEY2 ；執(zhí)行PKEY2鍵盤定義功能 . . . GOTO PKEYN ；執(zhí)行PKEYN鍵盤定義功能,例題6-13編寫N個(gè)鍵盤功能選擇子程序。 ORG1000H PAGESELKEY CALLKEY PAGESELJIANGN CALLJIANGN ; ;根據(jù)鍵入情況，確定相應(yīng)鍵功能子程序 ; JIANGNADDWFPCL,F GOTOPKEY0 GOTOPKEY1 GOTOPK

23、EY2 GOTOPKEYN-1,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,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70H7FH，這樣就可以不受程序所在頁面的影響。,例題6-14將兩個(gè)無符號(hào)16位數(shù)相加，編

24、寫雙精度運(yùn)算程序。 INCLUDEP16F877.INC S1HEQU50H S1LEQU51H S2HEQU52H S2LEQU53H R1HEQU54H R1LEQU55H ORG0000H NOP MOVLW12H MOVWFS1H MOVLW34H MOVWFS1L MOVLW56H MOVWFS2H MOVLW78H MOVWFS2L CALLADDXY GOTO$,; ;加法子程序 ; ADDXYMOVFS1L,W ADDWFS2L BTFSCSTATUS,C INCFS2H MOVFS1H,W ADDWFS2H MOVFS2H,W MOVWFR1H MOVFS2L,W MOVWF

25、R1L RETLW00H END,例題6-15將兩個(gè)無符號(hào)16位數(shù)相減，編寫雙精度運(yùn)算程序。 INCLUDEP16F877.INC S1HEQU50H S1LEQU51H S2HEQU52H S2LEQU53H R1HEQU54H R1LEQU55H ORG0000H NOP MOVLW56H MOVWFS1H MOVLW78H MOVWFS1L MOVLW12H MOVWFS2H MOVLW34H MOVWFS2L CALLSUBXY GOTO$ SUBXYCOMFS2L INCFS2L BTFSCSTATUS,Z DECFS2H COMFS2H,; ;加法程序 ; MOVFS2L,W AD

26、DWFS1L BTFSCSTATUS,C INCFS1H MOVFS2H,W ADDWFS1H MOVFS1H,W MOVWFR1H；此處和例題14一樣，是不是應(yīng)該是R2？ MOVFS1L,W MOVWFR1L；此處和例題14一樣，是不是應(yīng)該是R2？ RETLW00H END ; ;本實(shí)驗(yàn)結(jié)果：（R1H:R1L）=4444H ;,例題6-16將兩個(gè)無符號(hào)16位數(shù)相乘，編寫雙精度運(yùn)算程序。 INCLUDEP16F877.INC S1HEQU50H S1LEQU51H S2HEQU52H S2LEQU53H R1HEQU54H R1LEQU55H R2HEQU56H R2LEQU57H P1HEQ

27、U58H P1LEQU59H COUNTEQU5AH ORG0000H NOP MOVLW12H MOVWFS1H MOVLW34H MOVWFS1L MOVLW56H MOVWFS2H MOVLW78H MOVWFS2L CALLMPXY GOTO$,;乘法子程序 ; MPXYCALLYIWEI MPLOOPRRFP1H RRFP1L BTFSCSTATUS,C CALLMPADD RRFS2H RRFS2L RRFR2H RRFR2L DECFSZCOUNT GOTOMPLOOP MOVFS2H,W MOVWFR1H MOVFS2L,W MOVWFR1L RETLW00H,;16次右移設(shè)置準(zhǔn)備程序 ; YIWEIMOVLW10H MOVWFCOUNT MOVFS2H,W MOVFWP1H MOVFS2L,W MOVFWP1L CLRFS2H CLRFS2L RETLW00H MPADDMOVFS1L,W ADDWFS2L BTFS