PIC單片機數據存儲器特號和功能上
1統一編址 PIC系列單片機各類(lèi)數據存儲器都是以寄存器方式工作和尋址的。專(zhuān)用寄存器包括了定時(shí)寄存器TMRO、選擇寄存器OPTION(又稱(chēng)為項選寄存器)、程序計數器PCL、狀態(tài)寄存器STATUS、間接尋址寄存器INDF和FSR、端口I/O寄存器(如PORTA、PORTB…)和相對應的端口I/O控制寄存器(又稱(chēng)為端口I/O數據方向寄存器,如TRIAS、TRISB…)、保持寄存器PCLATH和中斷控制寄存器INTCON等。上述的專(zhuān)用寄存器都是PIC16C63/65/65A和PIC16C71A共同有的,它們不僅是寄存器名稱(chēng)、功能相同,而且寄存器的地址也完全相同。如果再查看其它PIC單片機,如PIC16C62/62A/64/64A、PIC16C71/72/73/73A/74/74A、PIC16C8X……它們的專(zhuān)用寄存器名稱(chēng)凡是與以上相同者其地址也完全與上述相同,可見(jiàn)盡管PIC系列單片機品種多,但掌握它們的規律后,學(xué)習是不難的。
型號不同的PIC單片機,其數據存儲器的內部資源僅僅是功能種類(lèi)和多少的不同。如PIC16C71A型,其引腳為18腳,主要功能是帶有8位的A/D轉換部件,有4個(gè)A/D通道模擬輸入,所以在表1中與其A/D轉換部件有關(guān)的專(zhuān)用寄存器ADRES(用于存放A/D轉換的數值結果)、A/D控制寄存器ADCON0(用于控制A/D轉換器的操作)和A/D控制寄存器ADCON1(用于控制選擇A/D引腳的功能)等。對PIC16C65/65A型,其引腳是40腳的,其功能比PIC16C71A單片機強,因而數據存儲器表2中的專(zhuān)用寄存器的種類(lèi)就比表1的增加了很多。
專(zhuān)用寄存器的每個(gè)寄存單元都有相對應的固定用途,它們可分成兩類(lèi):一類(lèi)用于供CPU操作(如INDF和FSR、STATUS、PCL……);另一類(lèi)用于控制外圍功能芯片的操作。 學(xué)習PIC單片機數據存儲器時(shí),不僅要了解各寄存器單元的功能,而且還應在編制程序時(shí)會(huì )調用它們完成編程目的。下面筆者將以編程實(shí)例說(shuō)明它們的用途。
2間接尋址寄存器INDF和FSR 位于PIC單片機數據存儲器的最頂端、地址00單元(地址碼最?。┑拈g接尋址寄存器INDF是一個(gè)空的寄存器。它只有地址碼,在物理上不是一個(gè)真正的寄存器。它的功能常常與寄存器FSR(又稱(chēng)寄存器選擇寄存器)配合工作,實(shí)現間接尋址目的。初學(xué)專(zhuān)用寄存器INDF和FSR時(shí),記住下述的邏輯關(guān)系對編程是有幫助的:使用寄存器INDF的任何指令,在邏輯上都是對寄存器FSR所指向的RAM進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn),即對INDF(本身)進(jìn)行間接尋址(訪(fǎng)問(wèn)),讀出的應是FSR內容。以下的一個(gè)簡(jiǎn)單程序是用間接尋址方式清除RAM地址20h~2Fh單元寄存器內容的實(shí)例。
MOVLW 0x20;20h→w,對指向RAM單元的指針
;初始化
MOVWF FSR;20h→FSR,FSR指向RAM
LOOP CLRFINDF ;清除INDF,即清除FSR內容所指
??;向的單元20h→2Fh
INCF FSR;(指針)FSR內容加1
BTFSSFSR,4;判別(指令)FSR的D3位,若為零
??;執行下條循環(huán)指令;若為1間跳
??;執行。
GOTOLOOP;跳轉到LOOP(循環(huán))
CONTINUE… ;已完成功能,繼續執行程序
由上述指令看出,因寄存器INDF和FSR的配合工作,達到了對RAM地址20h~2Fh的寄存器清零目的。由于完成上述功能的指令數很少,這就會(huì )簡(jiǎn)化指令系統,使PIC單片機的指令集得以精簡(jiǎn)。
說(shuō)明:上述各條指令易于看懂,所以無(wú)需再復述,但其中的一條判別指令“BTFSS FSR,4”比較關(guān)鍵。該條指令是保證題設中要選擇RAM地址單元上限值2Fh時(shí),其對應的二進(jìn)制數為00101111B,此時(shí)FSR的第4位恰為1。所以上述指令中用了一條判斷指令;BTFSS FSR,4,判斷FSR的D3位值是否為1,若不為1而為0,則執行下條循環(huán)指令GOTO LOOP,使FSR中的地址不斷加1,直到寄存器FSR的D3位為1時(shí),這時(shí)它的內容代表的RAM地址恰為2Fh。
由此可見(jiàn),學(xué)習PIC單片機數據存儲器中的專(zhuān)用寄存器時(shí),不必要對每個(gè)產(chǎn)品的專(zhuān)用寄存器進(jìn)行學(xué)習,只需先學(xué)習它們的共同點(diǎn),然后選中一個(gè)產(chǎn)品型號的專(zhuān)用寄存進(jìn)行詳細分析,有條件時(shí)進(jìn)行必要的相關(guān)指令操作,就能完全掌握單片機技術(shù)?! ?3 A/D轉換寄存器 這里摘錄一段筆者從網(wǎng)上下載的用PIC16F877單片機芯片(帶Flash存儲器的)完成有關(guān)A/D轉換的源程序部分指令,并用它說(shuō)明有關(guān)A/D轉換寄存器在指令中的用法。這里先引用部分源程序,源程序中的注釋是筆者按照指令在程序中的作用所加的注釋(不是某條指令的直接功能),這是初學(xué)者讀以下指令時(shí)應注意的。A/D轉換器部分源程序清單如下:
DEMO 877ASM
List P=16F877
org 0x00 ;復位向量
NOP ;空操作
Start BankselPORTC ;選擇PORTC所在
??;數據存儲器的存儲
??;體(實(shí)為Bank0)
CLRF PORTC??;對RC口清零
MOVLW B′01000001′;A/D轉換時(shí)鐘選
??;擇FOSC/8,打開(kāi)
??; A/D轉換器
MOVWF ADCON0??;設定了A/D轉換
??;操作部分參數
BankselOPTION_REG ;選擇OPTION所在
??;數據存儲器的存儲 ??;體(實(shí)為Bank1)
MOVLW B′10000111′;設置預分頻器TM
??; R0,分頻率1∶256
MOVWF OPTION ;完成上條指令設置
CLRF TRISC ??;設定RC口(8位)
??;為輸出
MOVLW B′0001110′ ;選中模擬量通道1
??;(RA1/AN1)
MOVWF ADCON1??;模擬基準電壓
VREF為芯片電源電壓,選擇通道1(RA1/AN1)完成
main …
要閱讀上述的指令,讀者還需了解以下必要的補充知識。
(1)關(guān)于用PIC16F877單片機作A/D轉換器。PIC16F877單片機是具有多通道模擬量輸入的8位A/D轉換器。上述的源程序是利用該PIC產(chǎn)品作A/D轉換的一種實(shí)驗程序,其實(shí)驗目的是用PIC16F877單片機來(lái)實(shí)現一個(gè)通道的8位A/D轉換,并將轉換結果以二進(jìn)制形式經(jīng)RC口輸出再由LED顯示。實(shí)驗的電路原理如附圖(筆者根據源程序而繪出的PIC16F877A/D轉換硬件電路圖)所示。
(2)編制與A/D轉換器有關(guān)的專(zhuān)用寄存器指令。要讀懂上述的源程序,應根據以下的線(xiàn)索:1)把握源程序的編寫(xiě)慣例;2)選擇RC口和對它清零;3)給A/D控制寄存器ADCON0的各位置數,達到A/D轉換時(shí)選擇A/D位的采樣時(shí)間,即注釋中的A/D時(shí)鐘選擇;4)選擇專(zhuān)用寄存器Option并給它各位置數,達到選擇預分頻器TMR0和確定其分頻率(1∶256);5)設定RC口為輸出,以保證LED顯示;6)給A/D控制器ADCON1的各位置數,以確定PIC16F877單片機的RA1口為模擬量的輸入通道。并選中芯片電源作基準電壓。讀者若需深入了解A/D控制寄存器ADCON0和ADCON1的各位詳細功能,請參看有關(guān)PIC單片機書(shū)籍的詳細介紹。
A/D轉換的主程序(main)約有13條,將在本版PIC系列專(zhuān)題的后期結合實(shí)驗板的編程器介紹。PIC系列單片機的其它專(zhuān)用寄存器,如TRISA、STATUS Bank等,本報在前幾期有關(guān)PIC單片機的文中均已介紹過(guò)?! ~?P align=right>成都 丁錦元
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