PIC單片機中重要指令介紹

PIC的指令系統 PIC 8位單片機共有三個(gè)級別，有相對應的指令集?；炯塒IC系列芯片共有指令33條，每條指令是12位字長(cháng)；中級PIC系列芯片共有指令35條，每條指令是14位字長(cháng)；高級PIC系列芯片共有指令58條，每條指令是16位字長(cháng)。其指令向下兼容。 PIC匯編語(yǔ)言指令格式 　　PIC系列微控制器匯編語(yǔ)言指令與MCS－51系列單片機匯編語(yǔ)言一樣，每條匯編語(yǔ)言指令由4個(gè)部分組成，其書(shū)寫(xiě)格式如下： 　　標號　操作碼助記符　操作數1，操作數2；注釋 指令格式說(shuō)明如下：指令的4個(gè)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(shí)，PC機能識別指令。 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(shí)，已賦以指令存儲器地址的具體數值。匯編語(yǔ)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(yǔ)句引用時(shí)才需派上標號。在無(wú)標號的情況下，指令助記符前面必須保留一個(gè)或一個(gè)以上的空格再寫(xiě)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(huì )被匯編程序作標號誤處理。 　　書(shū)寫(xiě)標號時(shí)，規定第一字符必須是字母或半角下劃線(xiàn)“—”，它后面可以跟英文和數字字符、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。 　 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(shí)，“指令操作碼助記符”與“操作碼表”進(jìn)行逐一比較，找出其相應的機器碼一一代之。 操作數　 由操作數的數據值或以符號表示的數據或地址值組成。若操作數有兩個(gè)，則兩個(gè)操作數之間用逗號(，)分開(kāi)。當操作數是常數時(shí)，常數可以是二進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制或十六進(jìn)制數。還可以是被定義過(guò)的標號、字符串和ASCⅡ碼等。具體表示時(shí)，規定在二進(jìn)制數前冠以字母“B”，例如B10011100；八進(jìn)制數前冠以字母“O”，例如O257；十進(jìn)制數前冠以字母“D”，例如D122；十六進(jìn)制數前冠以“H”，例如H2F。在這里PIC 8位單片機默認進(jìn)制是十六進(jìn)制，在十六進(jìn)制數之前加上Ox，如H2F可以寫(xiě)成Ox2F。 　　 指令的操作數項也是可選項。PIC系列與MCS－51系列8位單片機一樣，存在尋址方法，即操作數的來(lái)源或去向問(wèn)題。因PIC系列微控制器采用了精簡(jiǎn)指令集(RISC)結構體系，其尋址方式和指令都既少而又簡(jiǎn)單。其尋址方式根據操作數來(lái)源的不同，可分為立即數尋址、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常常出現有關(guān)寄存器符號。有關(guān)的尋址實(shí)例，均可在本文的后面找到。 注釋　 用來(lái)對程序作些說(shuō)明，便于人們閱讀程序。注釋開(kāi)始之前用分號(；)與其它部分相隔。當匯編程序檢測到分號時(shí)，其后面的字符不再處理。值得注意：在用到子程序時(shí)應說(shuō)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。 清零指令(共4條) 寄存器清零指令 　　實(shí)例：CLRW；寄存器W被清零 　　說(shuō)明：該條指令很簡(jiǎn)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(yǔ)Clear的縮寫(xiě)字母。 看門(mén)狗定時(shí)器清零指令 　　實(shí)例：CLRWDT；看門(mén)狗定時(shí)器清零(若已賦值，同時(shí)清預分頻器) 　　說(shuō)明：WDT是英語(yǔ)Watchdog Timer的縮寫(xiě)字母。CLR見(jiàn)上述說(shuō)明。注意該兩條指令無(wú)操作數。 寄存器f清零指令 指令格式：CLRF f 　　實(shí)例：CLRF TMRO；對TMRO清零 　　說(shuō)明：在PIC系列8位單片機中，常用符號F(或f)代表片內的各種寄程器和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(shí)器/計數器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(fǎng)問(wèn)的寄存器TMRO。 位清零指令 指令格式 BCF f，b 　　實(shí)例：BCF REG1，2；把寄存器REG1的D2位清零 　　說(shuō)明：BCF是英語(yǔ)Bit Clear F的縮寫(xiě)。指令格式中的F，同上說(shuō)明；符號b是表示PIC片內某個(gè)8位數據寄存器F的位號(或位地址)，所以b的取值為0～7或D0～D7。實(shí)例中REG是Register的縮寫(xiě)。實(shí)例中的2代表指令格式中的b=2即寄存器REG1的D2位。 　　通過(guò)上述四條清零指令格式和實(shí)例，可以說(shuō)明，學(xué)習PIC系列8位單片機的指令時(shí)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(xué)者沒(méi)有必要死記指令，重要是理解和實(shí)踐。 面向字節、常數與控制操作的指令 傳送立即數至工作寄存器W指令 　　指令格式：MOVLW k；k表示常數、立即數和標號 　　說(shuō)明：MOVLW是Move Literal to w的縮寫(xiě) 　　實(shí)例：MOVL 0x1E；常數30送W I/O口控制寄存器TRIS設置指令 　　指令格式；TRIS　f 　　說(shuō)明；TRIS f是Load TRIS Register的縮寫(xiě)。其功能是把工作寄存器W的內容送入I/O口控制寄存器f。當W=0時(shí)，置對應I/O口為輸出；W=1，置I/O口為輸入。 　　實(shí)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(shuō)明：這是PIC匯編語(yǔ)言中常用的幾條指令，即設置某個(gè)I/O口(這里是RA口和RB口)為輸入或輸出的語(yǔ)句?？梢?jiàn)，識讀指令時(shí)，一應充分理解語(yǔ)句格式的功能，二應前后聯(lián)系閱讀。 W寄存器內容送寄存器f(W內容保持不變)指令 　　指令格式：MOVWF f 　　說(shuō)明：MOVWF是Move W to f的縮寫(xiě) 　　實(shí)例：MOVLW 0x0B；送0BH送W 　　　　 MOVWF 6 ；送W內容到RB口 　　說(shuō)明：第一條指令0x0B(常數11)送工作寄存器W，第二條指令，把W內容常數11送到寄存器F6中，查表F6即為RB口，所以PORT_B(B口)=0BH=D11 寄存器f傳送指令 　　指令格式：MOVF f，d 　　說(shuō)明：MOVF是Move f的縮寫(xiě)。F代表PIC中的某個(gè)寄存器。指令中的d規定：d=0時(shí)，f內容送W；d=1時(shí)，f內容送寄存器。 　　實(shí)例：MOVF 6，0 ；RB口內容送W 　　　　 MOVWF 8　 ；RB口內容送f8 　　說(shuō)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?xún)蓷l指令結果是把RB口的內容送f8。至于f8內容是多少?還應在匯編語(yǔ)言開(kāi)始時(shí)附加指令，這里從略。 空操作指令 　　指令格式：NOP 　　說(shuō)明：NOP是英語(yǔ)No Operation的縮寫(xiě)。NOP無(wú)操作數，所以稱(chēng)為空操作。執行NOP指令只使程序計數器PC加1，所以占用一個(gè)機器周期。 　　實(shí)例：MOVLW 0xOF　　 ；送OFH到W 　　　　 MOVWF PORT_B ；W內容寫(xiě)入B口 　　　　 NOP　　　　　 ；空操作 　　　　 MOVF PORT_B，W ；讀操作 　　說(shuō)明：該三條指令是一種對I/O口的B口連續操作的實(shí)例，其目的達到寫(xiě)入B口的內容要讀出時(shí)，應保證寫(xiě)、讀之間有個(gè)穩定時(shí)間，因此加入了空操作指令NOP。 無(wú)條件跳轉指令 　　指令格式：GOTO k 　　說(shuō)明：執行該條指令時(shí)，將指令轉移到指定的地址(跳轉)。指令中的k，常與程序中的標號聯(lián)系起來(lái)。 　　實(shí)例：見(jiàn)第9條指令中 寄存器內容減1，結果為零的間跳指令 　　指令格式：DECFSZ f，d 　　說(shuō)明：DECFSZ是英語(yǔ)Decrement f，Skip of not 0的縮寫(xiě)。符號f，d代表的意義，前述已作說(shuō)明。該條指令是指寄存器的內容減1存入W(d=0)或f(d=1)中。若指令執行結果減1不為零，指令順序執行；為零時(shí)，就間跳下一條指令后再執行(等效順序執行一條空指令NOP)，實(shí)際指令中，當d=1時(shí)，該項常被略去。 寄存器內容加1，結果為零間跳指令 　　指令格式：INCFSZ f，d 　　說(shuō)明：INCFSZ是英語(yǔ)Increment f，Skip of 0的縮寫(xiě)。該條指令與上一條(7)指令差別僅在于“1”上，即執行這條指令時(shí)，寄存器f內容加1，若結果不為零，則指令順序執行；為零則指令間跳執行。執行這條指令的其它邏輯關(guān)系與上條相同。 子程序返回指令 　　指令格式：RETLW k 　　說(shuō)明：RETLW是Return Literal to W的縮寫(xiě)。該指令代表子程序返回，返回前先把8位立即數送W。 　　實(shí)例：PIC某個(gè)匯編語(yǔ)言的延時(shí)子程序(摘要)： 　　　　　(1)BELY MOVLW 0xC5 ；送延時(shí)常數0C5H入W 　　　　　(2)　　 MOVWF COUNT2；0C5H送入計數器2 　　　　　(3)　　 CLRF COUNT1；對計數器1清零 　　　　　(4)LOOP INCFSZ COUNT1；計數器1加1計數器1加 　　　　　　　　　　　 1結果不為零，跳轉循環(huán) 　　　　　(5)　　 GOTO LOOP??； 　　　　　(6)　　 DECTSZ CPUNT2 ；計數2減1計數器2減1 　　　　　　　　　　　 結果不為零，跳轉循環(huán)重 　　　　　　　　　　　 復執行第4條指令 　　　　　(7)　　 GOTO LOOP??； 　　　　　(8)　　 RETLW 0　　??；子程序執行結束返回 　　說(shuō)明：程序中的注釋已分別對每條指令的功能作了說(shuō)明，補充說(shuō)明1?當執行第(4)條加1指令結果為零時(shí)，就間跳轉到執行第(6)條指令。2?當執行第(6)條減1指令結果為零時(shí)，就間跳轉到第(8)條子程序返回，整個(gè)延時(shí)指令才算完成。3?計數器1或2代表PIC中某個(gè)寄存器，該寄存器由程序開(kāi)始的偽指令賦值決定(關(guān)于偽指令今后將作專(zhuān)門(mén)介紹)。 　　 本文關(guān)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(shí)是對指令具體完成的功能給以說(shuō)明，這種注釋方法對初學(xué)者確實(shí)易于接受和理解，但是實(shí)際應用中的PIC產(chǎn)品匯編語(yǔ)言的注釋通常是以程序要做什么(或指令的作用)而不是說(shuō)指令的直接功能。鑒于上述原因，下述的指令注釋將改變過(guò)去的注釋方法，用程序應起的作用作注釋。 寄程器半字節交換指令 　　指令格式：SWAPF　f，d 　　說(shuō)明：SWAPF是Swap f的合寫(xiě)。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，即指令執行前，若寄存器f的8位狀態(tài)為D7、D6、D5、D4、D3、D2、D1、D0，執行后的8位狀態(tài)變?yōu)镈3、D2、D1、D0、D7、D6、D5、D4，其結果存入W(d=0)或f(d=1)中。 　　實(shí)例：中斷現場(chǎng)保護是中斷技術(shù)中重要部分。由于PIC16C××指令系統中沒(méi)有進(jìn)棧PUSH和出棧POP指令，所以只能用其它指令來(lái)實(shí)現。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，所以中斷現場(chǎng)保護常要保護寄存器W和STATUS。 　　下面是對PIC16C7×系列芯片中斷現場(chǎng)保護的實(shí)例程序。 MOVWF W_TEMP 　 ；將W內容存入到臨時(shí)寄存器 　　　　　　　　　　　　 W_TEMP中 SWAPF STATUS，W　 ；交換STATUS與W內容 MOVWF STATUS_TEMP ；將STATUS的內容存入到臨 …　　　　　　　　　　 時(shí)寄存器STATUS_TEMP中 中斷服務(wù)程序 … SWAPF STATUS_TEMP，W；交換STATUS_TEMP與W 　　　　　　　　　　　 的內容 MOVWF STATUS　　　 ；STATUS復原成原來(lái)的狀態(tài) SWAPF W_TEMP，F　　 ；交換內容 SWAPF W_TEMP，W　??；W復原成原來(lái)的狀態(tài) 　　說(shuō)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(xué)者應特別注意的。 子程序調用指令(Subroutine Call) 　　指令格式：CALL k；k為立即地址 　　說(shuō)明：子程序調用，不同型號芯片的實(shí)現方法不盡相同，其共同點(diǎn)是首先將返回地址((PC)＋1)壓棧保護，再轉入所調用的子程序入口地址執行(與MCS－51指令功能相似)。 指令格式模式：HERE CALL DELAY；調用延時(shí)子程序 　　　　　　　 … 　　　　　　 DELAY MOVLW 0x80??；延時(shí)子程序 　　　　　　　　　 RETLW 0 　　說(shuō)明：調用指令執行前，PC=地址HERE 　　調用指令執行后，PC=地址DELAY(標號)，堆棧指針TOS=HERE＋1(返回地址)。 　　實(shí)例：見(jiàn)下條指令的實(shí)例 寄存器內容取反指令 　　指令格式：COMF　f，d 　　說(shuō)明：COMF是Complement f的縮寫(xiě)。其中d=1時(shí)，操作(f)→f；d=0時(shí)，操作(f)→w。 　　功能：寄存器f內容取反后送入W(d=0)或f自身(d=1)。 　　實(shí)例：　 ORG 　 0x1FF 　　　　　　 GOTO MAIN 　　　　　　 ORG 　 0 　　 DELAY … 　　 MAIN MOVLW 0 ；主程序開(kāi)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(dòng)延時(shí) 　　　　　　 COMF 5? ；RA口求反(亮—滅— 　　　　　　　　　　　　　　 亮……控制) 　　　　　　 GOTO LOOP ；循環(huán) 　　　　　　　… 　　說(shuō)明：上述指令是一種PIC16C54 LED發(fā)光控制實(shí)驗部分程序。其中延時(shí)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(kāi)始的三條指令，均已介紹過(guò)，緊跟著(zhù)的CALL指令是調用執行子程序，其入口地址為標號DELAY。子程序執行結束后，又執行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(diǎn)亮目的。 面向位的操作指令(共4條，PIC高級產(chǎn)品多增一條) 　　該類(lèi)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)轉換指令)。 　　(1)位置1指令。指令格式 BSF　f，b 　　說(shuō)明：BSF是Bit Set f的縮寫(xiě)。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(shuō)明：BTFSC是Bit Test，Skip if Clear的縮寫(xiě)。指令功能是測試寄存器f位“b”，如為0，跳過(guò)下一條指令；為1順序執行，即當f(b)=0時(shí)，就不執行當前指令而執行下一條指令(間跳)，即用一條空指令NOP代替它，所以該條指令占用2個(gè)指令周期。 　　(3)位測試、為1間跳指令。指令格式 BTFSS　f，b 　　說(shuō)明：BTFSS是Bit Test，Skip if Set的縮寫(xiě)。其指令的邏輯功能與上條相反，位測試f(b)=1就間跳執行，f(b)=0順序執行。