单片机原理及应用PIC

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1、1234代数代数时间时间处理器位数处理器位数典型产品典型产品集成度（器件/片）集成度（器件/片）第一代第一代 19711971 4位和低档8位4位和低档8位Intel 4004、Intel 8008Intel 4004、Intel 800820002000第二代第二代 197319738位8位Intel 8080、MC 6800Intel 8080、MC 680054005400第三代第三代 1978197816位16位Inte1 8086、MC 68000Inte1 8086、MC 680006800068000第四代第四代 1981198132位32位Intel 80386、MC 6802

2、0Intel 80386、MC 6802017万17万567 计算机的硬件通常包括运算器、存储器、控制器、输入设备及输出设备等五个部分 8910111213 14 15 PIC系列单片机，可以满足用户的各种需要。从中档产品PIC16F877作为切入点，提供非常完备、易学易用的MPLAB-ICD集成开发环境。特别是对于单片机的新手，仿佛从茫然迷惑的大海搭上一艘便捷平稳的小船，感到非常轻松自如。16 PIC（Periphery Interface Chip）单片微机是美国Microchip公司生产的PIC系列单片机。PIC系列单片机的硬件系统设计简洁，指令系统设计精炼。在所有的单片机品种中，PIC

3、具有性能完善、功能强大、学习容易、开发应用方便、人机界面友好等突出优点。17 Microchip公司是一家专门致力于单片机开发、研制和生产的制造商，其产品设计起点高，技术领先，性能优越。它不是在一般微型计算机CPU的基础上加以改造，而是独树一帜，采用全新的流水线结构、单字节指令体系、嵌入闪存以及10位A/D转换器，使之具有卓越的性能，代表着单片机发展的新方向。PIC系列单片机，具有高、中、低三个档次，可以满足不同用户开发的需要，适合在各个领域中的应用。它具有如下特点:2.1.1 PIC系列单片机特点系列单片机特点18 单片微型计算机通常采用两种体系结构：一种是普林斯顿体系结构；另一种是哈佛体系

4、结构。在普林斯顿体系结构中，其程序存储器和数据存储器统一编址，也就是说两种存储器位于同一逻辑空间。这种单片机的取指令和存取数据必须分时地进行，影响了执行指令的速度。哈佛体系结构的程序存储器和数据存储器独立编址，也就是说两种存储器有不同的逻辑空间。19 PIC系列单片机采用哈佛总线结构，在芯片内部数据总线和指令总线分离，容许采用不同的字节宽度。这样，就为实现指令提取和执行的“流水作业”提供结构保证，即在执行一条指令的同时对下一条指令进行取指操作。两总线的分离，也为PIC实现全部指令的单字节化和单周期化创造条件，从而大大提高CPU执行指令的速度和工作效率。20 从同一存储器空间取指令和取操作数据。

5、限制了数据流量。从两个独立的存储空间分别取指令和存取操作数。数据流量增加。针对程序区和数据区可以设计不同的数据线宽度。21 PIC系列单片机的指令系统，由于采用RISC技术，和一般单片机指令系统通常有上百条指令相比要少得多。22 PIC系列单片机只有4种寻址方式：寄存器间接寻址、立即数寻址、直接寻址和位寻址，比较容易掌握。PIC系列单片机的程序、数据、堆栈三者各自采用互相独立的地址空间，前两者的地址访问需要用户特别注意四个分区的范围，而堆栈过程用户不必参与和操心。代码压缩率，就是指相同程序存储器空间所能容纳有效指令的数量。23 由于PIC系列单片机采用CMOS结构，使其功率消耗极低，是目前世界

6、上最低功耗的单片机品种之一。其中有些型号，在4MHz时钟下工作时耗电不超过2mA，而在睡眠模式下耗电可低到1A以下。因此，PIC系列单片机，尤其适用于野外移动仪表的控制以及户外免维护的控制系统。24 I/0端口驱动负载的能力较强，每个输出引脚可以驱动多达20-25mA的负载，既能够高电平直接驱动发光二极管LED、光电藕合器、小型继电器等，也可以低电平直接驱动，这样可大大简化控制电路。不过，请读者注意，每个引脚的驱动能力并不表示端口引脚同时都具有这样的功效。一般端口驱动能力约60-70mA，而所有输入输出驱动小于200mA，详细数据可参考有关数据手册。2526 PIC系列单片机的一些型号具有同步

7、串行口，可以满足I2C（主控/从动）和SPI（主控）总线要求。I2C和SPI（Serial Peripheral Interface）分别是PHILIPS公司和MOTOROLA公司研制的两种广泛流行的串行总线标准，是一种在芯片之间实现同步串行数据传输的技术。利用单片机串行总线端口可以方便而灵活地扩展外围器件，目前已在许多电子产品中得到广泛应用。27 从其执行功能考虑，可以将单片机分成两大组件，即基本功能模块和专用功能模块。28 29 PICl6F87X系列单片机有双列直插式28引脚和40引脚及表面贴装式44引脚等几种封装形式。多数I/O引脚都设计有第2功能，甚至第3功能。采用引脚复用技术，以便

8、使单片机增加功能而又不增大体积和引脚数量。3031 F877单片机内部配置了较完善的多个存储器，可分为数据存储器和程序存储器两种，为一般用户提供很大的方便。但它们在形式上，具有很丰富的内涵。32 F877单片机内部配置了8K l4位的闪烁（FLASH）程序存储器，可以很方便进行在线擦除和烧写，寿命可达1000次以上。在PIC系列单片机教学实验和科研开发中，显示出无穷的魅力和宽广的应用前景。相应的地址编码范围为0000HlFFFH。3334 F877单片机内部配置两类数据存储器，普通RAM数据存储器和EEPROM失电保持数据存储器。RAM总的地址空间为512个单元，其中包括部分无效单元,但每一个

9、有效单位均可以象寄存器一样进行移位、置位、复位和位测试等操作。PIC单片机的数据存储器和其他单片机一样,在配置结构上可分为通用寄存器和特殊功能寄存器两大类，前者给用户使用，而后者通常定义给某些功能模块，是一种具有特殊目的的功能寄存器。35 同时在PIC16F877片内又配置另一种可掉电保护的数据存储器EEPROM，共有2568位宽的存储单元，可以长期存放用户或系统的重要参数：如时间、配置及数据表格等，是一种非常重要的硬件资源。36体（体（BANKBANK）0 0 体（体（BANKBANK）1 1 体（体（BANKBANK）2 2 体（体（BANKBANK）3 3 000H080H100H180

10、H001H081H101H181H002H082H102H182H003H083H103H183H07EH0FEH17EH1FEH07FH0FFH17FH1FFH37 存储器是单片机中一个非常重要的部件，专门用于存放指令、数据和运算结果。分析F877单片机存储器构架，可以从其配置的三大模块着手进行，它们是：8K l4位FLASH程序存储器 5128位数据存储器RAM 2568位可掉电保护数据的EEPROM存储器模块。38 存储器从使用功能上来分，可分为随机存储器RAM（Random Access Memory）和只读存储器ROM（Read Only Memory）两类。39 F877程序存储器

11、具有13位宽的程序计数器PC。PC指针所产生的13位地址最大可寻址的程序存储器空间为8K，相应的地址编码范围为0000HlFFFH。F877归属于中档单片机，其指令字节宽度为14位，内部构架配置了8K l4位的闪烁FLASH程序存储器。40 一般将整个程序存储器以2KB为单位进行分页（PAGE），如图3-1所示F877单片机，8KB程序存储器共分作4页，分别称为“页0”、“页l”、“页2”和“页3”。程序计数器高8位PCLATH的Bit4-Bit3位构成程序存储器分页的选择位，对应的地址空间如下：PCLATH Bit4：Bit3：0 0 页0：0000H 07FFH 0 1 页l：0800H

12、0FFFH 1 0 页2：1000H 17FFH 1 1 页3：1800H 1FFFH414243l最大8K字(13 位)程序存储空间l程序空间按页面划分，每页2K字(11 位)；最多四页。l页面选择 PCLATHl复位向量地址 0000hl中断向量地址 0004h44 程序存储器中有2个单元地址比较特殊，除了具备同其他单元地址一样的普通用途外，还具有专门用途：0000H：用作单片机系统的复位矢量；0004H：用作系统特殊模块的中断矢量。45 F877用于存储数据的RAM单元比一般单片机RAM的功能要强大得多，它除了具备普通RAM的功能之外，每一个单元都能实现移位、置位、复位和位测试等通常由寄

13、存器才能完成的功能操作。46 RAM数据存储器和FLASH程序存储器一样在空间构架上，进行类似方式进行分区。按横向排列，分为4个“体”（BANK），从左到右分别记为“体0”、“体1”、“体2”和“体3”，每个体为128个8位宽的存储器单元。RP1：RP0 体域 寄存器地址 0 0 体0：000H 07FH 0 1 体1：080H 0FFH 1 0 体2：100H l7FH 1 1 体3：180H lFFH 47l四个存储体每个 128 字节l特殊功能寄存器l存储体选择通过 Status中的 RP0,1 和 IRPl512单元l368有效GPR4849 有些寄存器单元在4个体上是互相映射的，如状

14、态寄存器STATUS、间接寻址寄存器INDF、程序计数器低8位PCL、文件选择寄存器FSR、程序计数器高8位PCLATH和中断控制寄存器INTCON。所谓互为映射就是说，在4个体内的相同位置，物理上对应同一个寄存器单元，所以该单元具备4个不同的地址。50 F877单片机的通用寄存器GPR（General Purpose Registers），可由用户自行支配存放随机数据。地址区域：F0HFFH、170Hl7FH和1F0H1FFH，都可以索引（或映射）到体0的16个RAM单元。这样安排是为了便于中断服务程序的设计和数据处理，就可以在程序设计中能够有效突破体的限制而定义通用的变量函数 51 特殊功

15、能寄存器SFR（Special Function Registers）是用于专用目的的寄存器，每个寄存器单元，甚至其中的每一位，都有它自己特定的名称和用途。主要涉及PIC内核结构、外围功能模块的配置和数据通信方式的定义，是单片机赖于正常运行的工作平台。所以，特殊功能寄存器又称为专用寄存器。可以依据它们不同的用途分为两类：一类是与CPU内核相关的寄存器；另一类是与外围模块相关的寄存器。52 状态寄存器的内容用来记录算术逻辑单元ALU的运算结果状态、CPU的特殊运行状态以及RAM数据存储器体间选择等信息。Bit7Bit7Bit6Bit6Bit5Bit5Bit4Bit4Bit3Bit3Bit2Bit

16、2Bit1Bit1Bit 0Bit 0IRPIRPRP1RP1RP0RP0T0 T0PD PDZ ZDC DCC C53Bit0C：进位/借位标志，被动参数。0：执行加法（或减法）指令时，如果最高位无进位（或有借位）；1：执行加法（或减法）指令时，如果最高位有进位（或无借位）。Bit1DC：辅助进位/借位标志，被动参数。0：执行加法（或减法）指令时，如果低4位向高4位无进位（或有借位）；1：执行加法（或减法）指令时，如果低4位向高4位有进位（或无借位）。Bit2Z：零标志，被动参数。0：算术或逻辑运算结果不为0；1：算术或逻辑运算结果为全0。54 Bit6-Bit5RP1-RP0：RAM数据存

17、储器体选位，仅用于直接寻址。两位复合选择RAM数据存储器4个体，具体关系如下：RP1、RP0=0 0 选中体0 RP1、RP0=0 1 选中体1 RP1、RP0=1 0 选中体2 RP1、RP0=1 1 选中体3 Bit7IRP：RAM数据存储器体选位，仅用于间接寻址。0：选择数据存储器低位体：即体0（FSR的Bit7=0）或体1（FSR的Bit7=1）；1:选择数据存储器高位体：即体2（FSR的Bit7=0）或体3（FSR的Bit7=1）。55 在RAM数据存储器中，有一个非常特别的寄存器INDF它的专有功能是与FSR寄存器配合，实现间接寻址。当访问地址INDF时，实际上是访问以FSR内容为

18、地址的数据存储器RAM单元。56 在直接寻址中，体选码来自状态寄存器STATUS的RP1和RPO位，体内的单元地址直接来自指令机器码。而在间接寻址中，体选码由STATUS的IRP位和FSR寄存器的BIT7组成 57 程序计数器PC指针宽13位，它的内容指向CPU将要执行的下一条指令所在程序存储器单元的地址。低8位PCL有自己的地址，可读可写；而高5位PCH和其它单片机不一样，即没有自己的地址，不能用软件访问，也就不能直接写人，只能用寄存器PCLATH装载的方式进行间接写人。58 PCLATH对于高5位PCH的装载分两种情况：一种情况是当执行以PCL为目标的写操作指令时，PC的低8位来自算术逻辑

19、单元ALU，PC的高5位来自PCLATH的低5位；另一种情况是当执行跳转指令GOTO或调用子程序指令CALL时，PC的低11位来自指令码中直接携带的11位地址，高2位由PCLATH3-4提供。59l 通过 CALL 和 GOTO修改 PC(程序指针)6061 主要用于设置定时/计数器TMR0、前后分频器、外部INT中断以及B端口的弱上拉功能等各种控制位。Bit 7Bit 6Bit 5Bit 4Bit 3Bit 2Bit 1Bit0RBPUINTEDGT0CST0SEPSAPS2PS1PS062PS2-PS0TMR0倍率WDT倍率0 0 01:021:010 0 11:041:020 1 01:

20、081:040 1 11:161:081 0 01:321:161 0 11:641:321 1 01:1281:641 1 11:2561:12863Bit3PSA：前后分频器分配位，主动参数。0：分配给TMR0，作为TMR0的前分频器；1：分配给WDT，作为WDT的后分频器。Bit4T0SE：TMR0用于计数器，计数脉冲信号边沿选择位，主动参数。0：RA4/T0CKI引脚上的上升沿增量；1：RA4/T0CKI引脚上的下降沿增量。Bit5T0CS：定时/计数器TMR0时钟源选择位，主动参数。0：用内部指令周期时钟（CLKOUT）作为TMR0的触发脉冲；1：用T0CKI引脚上的外部时钟作为TM

21、R0的触发脉冲。Bit6INTEDG：INT中断信号触发边沿选择位，主动参数。0：BR0/INT引脚上的上升沿触发；1：BR0/INT引脚上的下降沿触发。Bit7RBPU：B端口弱上拉使能位，主动参数。0：RB0-RB7引脚弱上拉使能；1：RB0-RB7引脚弱上拉不使能。64 主要用于中断控制方式的设置。bit7bit7bit6bit6bit5bit5bit4bit4bit3bit3bit2bit2bit1bit1bit0bit0GIEGIEPEIEPEIET0IET0IEINTEINTERBIERBIET0IFT0IFINTFINTFRBIFRBIF6566 指令是单片机的领导核心，就是指挥

22、CPU按要求进行一系列操作的命令。一般来说，单片机都具有自己特有的指令系统，相互之间大都互不兼容。PIC单片机系列按照不同用户的要求分成三个不同的应用档次。产品等级产品等级指令系统指令系统每条指令字节长度每条指令字节长度主要代表产品主要代表产品初级初级33331212PIC12C5XXPIC12C5XX中级中级35351414PIC16F87XPIC16F87X高级高级58581616PIC18CXXXPIC18CXXX67 指令的执行时间总是分解成两部分：取指过程和执行过程，取指的快慢直接与指令的字节数有关，而指令的执行快慢与时钟的振荡频率有关。在以往的单片机结构中，程序存储器和数据存储器的

23、地址空间和数据传输通道都相互并用，必须采用分时操作顺序执行。而PIC单片机指令的执行过程是遵循着一种全新哈佛总线体系结构的原则，充分利用计算机系统在程序存储器和数据存储器之间地址空间的相互独立性，取指过程和执行程序可以流水线操作同时进行。68 Tcy0 Tcy1 Tcy2 Tcy3 Tcy4 69 l指令中的操作数为8-位常数.l使用立即数寻址方式的指令有：movlw,addlw,retlw,etc.1.寄存器立即寻址寄存器立即寻址70l7-位 直接从指令中获取l2-位从STATUS 寄存器中获取如：IORWF26H，071l8-位 间接地址来自 FSR(选择寄存器).l1-位 来自 STAT

24、US 寄存器.例如：MOVWF INDF 这是一种比较特别的寻址方式，是通过两个寄存器INDF和FSR的组合而实现功能的。操作数是FSR寄存器内容位指针，所指向寄存器单元的内容。72运行机制：a）清从0 x20 to 0 x7F所有的RAM区域 b）间接地址载入FSR c）每一次对INDF运行，由FSR指向的寄存器被使用 例子：73 这是PIC单片机的特色之一，它可以对所有的RAM数据存储器进行位寻址，即置位和清零等。如：BSF 26H，4；（26H原为26H）74 每条指令的字节长度为14位，主要由说明指令功能的操作码和参与指令处理的操作数组成。操作码部分，简称助记符，如表4-2核心助记符，

25、是借用英语单词来间接表达和定义其操作功能。操作数部分，是按照操作码的操作功能，对操作数进行处理。根据操作数的源地址和目标地址的访问性质，可以有多种表现形式：主要有直接寻址、间接寻址、立即寻址和位寻址四类。75助记符助记符功能说明功能说明助记符助记符功能说明功能说明ADDADD相加相加MOVMOV传送传送SUBSUB相减相减RLRL左移左移ANDAND相与相与RRRR右移右移IORIOR相或相或CLRCLR清零清零XORXOR相异或相异或COMCOM取反取反INCINC加1加1RETRET返回返回DECDEC减1减1BTFBTF测试测试76字符字符功能说明功能说明W W 工作寄存器（即累加器）工

26、作寄存器（即累加器）f f 寄存器地址（取7位寄存器地址，00H至7FH）寄存器地址（取7位寄存器地址，00H至7FH）b b 8位寄存器f内位地址（0至7）8位寄存器f内位地址（0至7）K K 立即数（8位常数或11位地址）、常量或标号 立即数（8位常数或11位地址）、常量或标号L L 指令操作数中含有8位立即数k 指令操作数中含有8位立即数kd d 目标地址选择：d=0，结果至w；d=1，结果至f 目标地址选择：d=0，结果至w；d=1，结果至fFSZFSZ 寄存器f为0间跳 寄存器f为0间跳FSCFSC 寄存器f的b位为0间跳 寄存器f的b位为0间跳FSSFSS 寄存器f的b位为1间跳

27、寄存器f的b位为1间跳（）（）表示寄存器的内容 表示寄存器的内容（）（）表示寄存器间接寻址的内容 表示寄存器间接寻址的内容 表示运算结果送入目标寄存器 表示运算结果送入目标寄存器77 数据传送类指令共有4条指令，主要功能是将数据从源地址（或立即数）传送至目标地址中。助记符助记符操作说明操作说明影响的状态位影响的状态位 MOVF f,d MOVF f,df传送至df传送至dZ Z MOVWF f MOVWF fW传送至fW传送至f-MOVLW K MOVLW KK传送至wK传送至w-SWAPF f,d SWAPF f,df半字节交换至df半字节交换至d-78【例题4-1】请利用数据传送类指令编写

28、一段子程序，将立即数20H传送到通用寄存器20H中。【例题4-2】请利用数据传送类指令编写一段子程序，将通用寄存器20H和30H中的内容进行交换。79 算术运算类指令是PIC单片机指令系统中，承担运算功能的重要部分，共有6条指令。主要有加减指令、增量和减量指令 助记符助记符操作说明操作说明影响的状态位影响的状态位ADDWF f,dADDWF f,dW加f至dW加f至dC、DC、ZC、DC、ZSUBWF f,dSUBWF f,df减W至df减W至dC、DC、ZC、DC、ZADDLW KADDLW KK加W至wK加W至wC、DC、ZC、DC、ZSUBLW KSUBLW KK减W至wK减W至wC、D

29、C、ZC、DC、ZINCF f,dINCF f,df加1至df加1至dZ ZDECF f,dDECF f,dF减1至dF减1至dZ Z80【例题4-3】请将通用寄存器20H、30H构成的16位数据与通用寄存器40H、50H构成的16位数据相加后放入40H、50H 中，已知其和不会超出65535。81 逻辑运算类指令是一组比较复杂的指令，形式较多，可以对位和字节进行逻辑操作。主要有与、或、异或、清零、置位、取反和左右移位等14条指令 助记符助记符操作说明操作说明影响的状态位影响的状态位CLRF fCLRF ff清零f清零Z ZCLRW -CLRW -W清零W清零Z ZCLRWDT -CLRWDT

30、 -WDT清零WDT清零TO、PDTO、PDBCF f,bBCF f,bf的b位清零f的b位清零-BSF f,bBSF f,bf的b位置1f的b位置1-RLF f,dRLF f,df带C左循环f带C左循环C CRRF f,dRRF f,df带C右循环f带C右循环C CANDWF f,dANDWF f,dW与f至dW与f至dZ ZIORWF f,dIORWF f,dW或f至dW或f至dZ ZXORWF f,dXORWF f,dW异或f至dW异或f至dZ ZANDLW KANDLW KK与W至WK与W至WZ ZIORLW KIORLW KK或W至WK或W至WZ ZXORLW KXORLW KK异或

31、W至WK异或W至WZ ZCOMF f,dCOMF f,dF取反至dF取反至dZ Z82【例题4-4】请将数据存储器20H和30H中的数据分别与立即数20H、30H相与和相或后相加，结果放入40H存储器中，请编写相应的程序。【例题4-5】请编写一个完整的程序，将数据存储器20H低4位和30H高4位组合成一个八位二进制数据，并从RC端口输出。83 控制转移类指令，是在指令系统中形式灵活、功能较强的一组指令，共11条。它们是构成程序循环和跳转的关键要素，一般可以分为有条件跳转和无条件跳转两大类。助记符助记符操作说明操作说明CALL KCALL K调用k处子程序调用k处子程序-GOTO KGOTO K

32、跳转至K处跳转至K处-INCFSZ f,dINCFSZ f,df加1至d，为0间跳f加1至d，为0间跳-DECFSZ f,dDECFSZ f,df减1至d，为0间跳f减1至d，为0间跳-BTFSC f,bBTFSC f,bf的b位，为0间跳f的b位，为0间跳-BTFSS f,bBTFSS f,bf的b位，为1间跳f的b位，为1间跳-RETFIE -RETFIE -中断返回中断返回-RETLW KRETLW K子程序返回（K传递给w）子程序返回（K传递给w）-RETURN -RETURN -子程序返回子程序返回-NOP -NOP -空操作空操作-SLEEP -SLEEP -进入休眠状态进入休眠状

33、态TO、PDTO、PD84 这是一种比较特殊的转移形式，根据位测试或加减1后的内容判断条件的成立与否，而决定程序继续执行还是间跳执行指令。当前判断语句A下一条语句B 再下一条语句C85 PIC指令系统的绝对转移，主要由CALL和GOTO语句引出。在指令机器码内部本身并没有携带完整的转移目标地址，只包含低11位地址，而高2位将由PCLATH寄存器给出。【例题4-6】请将通用寄存器单元20H-2FH，分别对应赋值20H-2FH，请编写相应的软件程序。86【例题4-7】请分析以下程序片段，并指出当程序执行完后，涉及到的所有存储器单元的结果。MOVLW22HMOVWF22HMOVWFFSRADDWFI

34、NDF,FINCF INDFSWAPF22H，WRLF22H,WDECF FSR,FMOVWFINDFBSFINDF,7【例题4-6】编写散转指令程序 87 Microchip公司为PIC系列单片机配备了功能强大、基于Windows、易学易用的软件集成开发环境MPLAB。该开发环境可以使人们在自己的微机系统上，对PIC系列单片机进行程序的创建、录入、编辑以及汇编，还能方便而灵活地实现程序的模拟运行和动态调试，可以对实际应用系统进行在线仿真和功能模块开发。88 PIC单片机指令系统和其它单片机一样，是较为低级的语言系统，是一套控制和指挥CPU工作的编码，即机器语言。单片机只能识别和执行由二进制数

35、组成的机器语言，然而，这样一种二进制代码的机器语言是很难为人们直接理解和分析。为了能较好表达人们的设计思路，便于记忆和使用，人们在低级语言之上设计出一种新的符号语言，即汇编语言。89 PIC单片机指令系统和其它单片机一样，是较为低级的语言系统，是一套控制和指挥CPU工作的编码，即机器语言。为了能较好表达人们的设计思路，便于记忆和使用，人们在低级语言之上设计出一种新的符号语言，即汇编语言。90 根据指令的功能和作用，只有操作码是必须存在的，它主要决定了指令的操作性质，而其它部分是指令语句的重要补充和说明，有时可以缺省。标号标号操作码（指令助记符）操作码（指令助记符）操作数操作数；注释；注释lab

36、ellabelopcodeopcodeoperandoperand；comment；comment91 标号位于指令助记符前面，它一般是用于表示指令所在的地址，例如表示主程序或子程序的起始地址、转移语句的入口地址等。92标号并不是指令的必须部分，只有那些欲被其他语句引用的指令之前，才必须附加标号。标号不一定和语句同行，可以单独在语句上方作为一行使用。标号最多可以由32个字母、数字和其它一些字符组成，但第一个字符必须是字母或下划线。标号不能用系统保留字，即系统禁用指令助记符、寄存器名、标志符等作为标号，如：ADD、PCLATH等。一个标号只能表示一个地址，不允许多个地址用一个标号重复定义。标号的

37、定义和引用必须一致，其中的大小写可以混写但必须相同。标号必须顶格书写，结束不用冒号。93 操作码决定着指令的操作类型和操作性质，是汇编语言语句中的核心要素，每一条汇编指令都不可缺少，而其它三部分有些指令可以缺省。94操作码所对应的指令助记符，其中的符号大小写可以混写，而不会影响操作码的含意，这一点和标号、操作数符号变量的表达方式是有本质区别。指令助记符不能顶格书写，当前面没有标号时，必须至少保留一个空格。操作码核心助记符部分比较简单，初学者必须熟悉复合助记符部分的功能。95 在PIC汇编语言语句中，操作数的形式和内容最为丰富，它是指令助记符操作的对象，一般以数据或地址的形式出现，也可以用符号变

38、量所表示的数据或地址。96若操作数有二项，中间应该用逗号（半角）分开。以A、B、C、D、E、F开头的数，前面应加0作为引导。MPASM编辑环境默认进制为十六进制，也可按用户需要进行重新设置。操作数部分的符号变量必须区分大小写。重视d参数的应用，目标地址为:F（d=1）；W（d=0）。97进制进制通用形式通用形式缺省形式缺省形式缺省形式缺省形式特定形式特定形式十六进制十六进制HA8HA80A8H0A8H0A80A80XA80XA8十进制十进制D168D168168D168D1681680.1680.168八进制八进制Q250Q250250Q250Q250250-二进制二进制B10101000B1

39、010100010101000B10101000B1010100010101000-98 注释内容用分号引出，是汇编语言语句功能的一种补充说明，主要是便于人们阅读、分析、修改和程序的调试。99 用（半角）分号引出注释内容，可以紧跟指令之后，也可以独立一行或多行书写，但每一行均需由分号引出。注释内容可以英文书写，也能用中文书写（来源于文本编辑内容）。100 各种单片机的汇编程序除了指令系统语句以外，一般都还定义许多非正式指令的语句,即伪指令。大多数伪指令汇编时并不产生机器码，仅为源程序提供汇编控制信息。101 格式：ORG nnnn 说明：ORG伪指令指出紧跟在该伪指令后的机器码指令的汇编地址，

40、即经汇编后生成的机器码目标程序或数据块在单片机程序存储器中的起始存放地址。102 格式：符号名 EQU nn 说明：EQU伪指令几乎每一个程序中都用到，其操作含意是使EQU两端的值相等。一般在PIC的程序设计中，原则上每次遇到新的符号参数，都必须在前面补充定义符号名的初始数值或存储器地址。符号名一旦被EQU赋值，其值便不能被再重新定义。这里的符号名，既可以是PIC中的特殊功能寄存器、一个常数，或者是表示一个通用数据存储器地址。103 实际上对于伪指令：ABC EQU20H，其中ABC既可以认为是符号变量，因为ABC代表20H地址；又可以认为是符号常量，因为ABC可以代表符号常量20H。所以对于

41、一个定义的符号量，应结合引用的指令进行分析才能真正确定符号量的类型。104【例题6-2】正确区别符号变量和符号常量之间的关系ABCEQU 20H；定义符号量ABC ORG 0000H NOPMOVLW 77HMOVWF 20HMOVLW 88HMOVF ABC,0；ABC为数据存储器地址20HMOVLW ABC ；ABC为常量20HNOP END105 在符号名定义和引用过程中，必须保证大小写属性的一致性，注意不能混合使用以及所代表角色功能。如果有定义：ABCEQU20H在引用符号名ABC时，不能改变其大小写的属性，即Abc、aBC或ABc与ABC是不一样的，在汇编时均会发生出错信息。106

42、格式：END 说明：END伪指令表示汇编语言源程序（*.ASM）的结束，MPASM汇编器汇编时遇到END就认为程序已结束，对其后的程序段不再进行汇编。107 格式：LIST 可选项，可选项，说明：LIST伪指令用于设置各种汇编参数，以便控制整个汇编过程或对打印输出的列表文件进行格式化。1）P 例如：P16F877 2）R 例如：RDEC（十进制）；RHEX（十六进制）；RBIN（二进制）；默认为十六进制。108 格式：INCLUDE“文件名”说明：INCLUDE伪指令的主要功能是将外部预先编写好的指定文件纳入本源程序的汇编内容，这样可以减少重复劳动，提高编程效率。如：P16F877.INC为F

43、877单片机的复位矢量、专用寄存器的地址及其控制位和状态位的位地址的原始定义，有些参考书把P16F877.INC称为F877的头文件。109 格式：RADIX 说明：RADIX伪指令用于设置在MPLAB-ICD集成开发环境中采用的进制方式，如定义十进制、八进制和十六进制等参数，MPLAB-ICD集成开发系统缺省为十六进制。例如：RADIX DEC ；定义为十进制 RADIX HEX ；定义为十六进制 RADIX OCT ；定义为八进制110 在PIC单片机中，有两个概念是令初学者感到头痛的事情,也是本课程的难点和重点，对于正确进行程序设计至关重要。一个是数据存储器四体的体选方式，需要时刻考虑每

44、一个访问的特殊功能寄存器和通用数据存储器的体位；另一个是程序存储器四页的页选方式，特别是在发生转移或跳转时，须密切注意是否会发生页面转换。111 F877单片机的数据存储器是一个具有空间为512字节的存储器，其中只有19个字节是无效存储单元。为了能完全选择512字节内的数据，需要9根地址线。而根据9根地址线的组合方式不同，形成两种迥然不同的寻址方式：即直接寻址和间接寻址。112 根据直接寻址和间接寻址操作码携带址址信息情况，一般把512字节（包括无效地址）的数据存储器分成4个区域，在PIC中被称为“体”（BANK）。体0（000H07FH）体1（080H1FFH）体2（100H17FH）体3（

45、180H1FFH）113 在指令机器码中操作数所携带的寻址信息是低7位地址，这不是一个完备的数据信息，每一个体中均会有一个相关的地址与之对应。要惟一确定地址单元，还必须依托其它的数据线进行复合选择。利用状态标志STATUS位中的RP1和RP0，与直接寻址机器码中低7位地址共同选择相应数据存储器的内容参与操作。114 在指令机器码中真正携带的寻址信息是低8位地址，这也不是一个完备的数据信息，在整个数据存储器中有二个相关的地址与之对应。要惟一确定地址单元，也必须依托另一根数据线进行复合选择。主要是依托状态标志位的IRP，才能准确选择相应数据存储器的内容参与操作。115 F877单片机的程序存储器（

46、FLASH）是一个具有空间为8K14位的存储器，其中14位为单元字节长度。为了能完全选择8K的程序存储器，需要合成13根地址选择线。116复位地址0000H，直接给出13根地址选择线；中断地址0004H，直接给出13根地址选择线；指令寄存器，是在每一个指令的执行周期自动加1而形成当前程序的执行方向；执行以PCL为目标地址的算术逻辑类指令；调用子程序方式，即CALL语句以及相应的返回语句（RETRUN、RETFIE、RETLW）。转移指令方式，即GOTO语句；117执行以PCL为目标地址的算术逻辑类指令执行跳转指令（call、goto、retrun、retfie、retlw）118ABC EQU

47、 20H ORG 0100H BANKSEL ABC MOVLW 00H ；常数00送入W MOVWF ABC ；W送入ABC存储器中 ORG 0100H PAGESEL ABC GOTO ABC ；转移至ABC ORG 1000H ABC MOVLW 00H；常数00送入W MOVWF 20H；W送入20H中 119 在程序设计中，除主程序以外还有一部分很重要的内容就是关于子程序的设计，它是为完成特定的目的而构成的复合程序。120 转移和循环程序，主要是通过跳转、判断和位测试指令来构成的。1.跳转指令 GOTO 2.判断指令 INCFSZ、DECFSZ 3.位测试指令 BTFSS、BTFSC

48、121 【例题6-6】比较两个数据寄存器20H和30H内容的大小，将较大的数送入40H中。【例题6-6】请将通用寄存器单元20H-2FH，分别对应赋值20H-2FH，请编写相应的软件程序。【例题6-7】假定RB0接入一个按键K，当K按下时，RB0为高电平，而K为常态时，RB0为低电平。请编写按键K的监控扫描片段程序，DELAY10MS为10M延迟程序，程序框图如6-4所示。122 单片机的延时程序，在程序设计中具有很重要的地位。延时的设计，一般可以通过两种方式：硬件延时和软件延时。所谓硬件延时，就是由单片机系统的定时器实现；而软件延时，是通过循环程序实现。一般来说，前者适用于精确定量延时，而后

49、者常用于初略定性延时。【例题6-8】简单循环的软件延时子程序。【例题6-9】请编写10MS软件延时子程序。【例题6-10】请编写1S软件延时子程序。123 数据查表子程序在某些特殊场合是非常有用的，如共阴极LED八段显示器以及其它具有固定显示模式的场合，需根据其显示数值去查找对应参考数据库编码输出。124 【例题6-11】将RC端口与共阴极LED八段显示器相连，从0-9循环显示，间隔时间为1秒，请编写相应的软件程序。数值数值编码编码数值数值编码编码1 106H06H6 67DH7DH2 25BH5BH7 707H07H3 34FH4FH8 87FH7FH4 466H66H9 96FH6FH5

50、56DH6DH0 03FH3FH125l 查表实例movlw HIGH Decodemovwf PCLATHmovf DisplayValue,WcallDecodemovwf PORTBgotoContinueDecodeaddwf PCL,FretlwB00111111;decode 0retlwB00000110;decode 1retlwB01011011;decode 2retlwB01001111;decode 3retlwB01100110;decode 4retlwB01101101;decode 5retlwB01111101;decode 6retlwB00000111;d

51、ecode 7retlwB01111111;decode 8retlwB01101111;decode 9ContinueRB0RB1RB2RB3RB4RB5RB6bcdefg126 【例题6-12】将RC端口与八个LED显示器相连，请按照表6-4即跑马灯流动显示方式，间隔时间为1秒，请编写相应的软件程序。序号序号显示内容显示内容十六进制数十六进制数值值序号序号显示内容显示内容十六进十六进制数值制数值0 000000000 000H00H8 811111111111111110FFH0FFH1 100000001 101H01H9 911111110111111100FEH0FEH2 2000

52、000111103H03H101011111100111111000FCH0FCH3 30000011111107H07H111111111000111110000F8H0F8H4 40000111111110FH0FH121211110000111100000F0H0F0H5 500011111111111FH1FH131311100000111000000E0H0E0H6 60 001111111111113FH3FH141411000000110000000C0H0C0H7 70111111111111117FH7FH1515100000001000000080H80H127 在PIC指

53、令系统中并没有类似的语句，但如果借助于PIC单片机指令的特殊功能，同样可以轻松地构成分支跳转。分支跳转实际上是多条件判断指令，条件本身是一个整数或事件，而跳转出口应该是整数的信息返回或事件功能内容的具体表现。在程序形式上，分支功能跳转子程序与数据查表子程序的结构类似，只是它是用GOTO语句替代了RETLW语句。128 假定W为某个按键的输入值JIANGN ADDWFPCL，F ；确定相对偏移量GOTOPKEY0 ；执行PKEY0键盘定义功能GOTOPKEY1；执行PKEY1键盘定义功能GOTOPKEY2；执行PKEY2键盘定义功能.GOTOPKEYN；执行PKEYN键盘定义功能 129 本节给

54、出一些常用的数学运算类子程序，主要有加、减、乘、除等子程序，还有为外扩系统设计中的数码显示所需的BCD码和二进制数据的互换子程序。均涉及入口条件及出口条件，在调用时务必加以注意。一般入口条件是指参与操作的相关源数据，用S1、S2（source）等表示，而操作结果用R1、R2（result）等表示。高低8位数据分别用H、L表示，另外用Z表示中8位数据。可以将这些固定变量参数定义在PIC16F877的头文件内，并且单元定义位于映射区域70H7FH，这样就可以不受程序所在页面的影响。130将两个无符号16位数相加，编写双精度运算程序。将两个无符号16位数相减，编写双精度运算程序。将两个无符号16位数

55、相乘，编写双精度运算程序。将两个无符号16位数相除，编写双精度运算程序。将一个5位数（65 535）的BCD码转换成二进制数。将一个16位二进制数转换成BCD码（65535）131 单片机的性能优劣在很大程度上取决于I/O端口功能的强弱，F877 PDIP型单片机共有40个管脚，其中有33个是I/O引脚。33个I/O引脚归属于5个端口，分别为PORTA（6）、PORTB（8）、PORTC（8）、PORTD（8）、PORTE（3），其中括号内的数字为该端口的位数。132 F877单片机有5 个I/O端口，它们的设计思想和内部结构都是不同的，即使同一个端口各个引脚的内部结构也存在差异。但就其通用的

56、输入/输出功能，基本具有类同的线路结构。133134 F877单片机共有十个外围功能模块，几乎每一个或多或少都与I/O端口有关系，有些涉及到控制引脚，有些作为数据输入输出通道。基本I/O端口功能的设置非常方便，只要对I/O端口的方向寄存器TRIS进行定义即可。某个引脚对于位：设置为1定义为输入状态，设置为0定义为输出状态。135 【例题7-2】将RC端口的高四位和低四位分别设置为输入和输出端，而把RB 端口全部定义为输出接口。136 【例题7-3】接上例，将RC端口的高四位和低四位分别设置为输入和输出端后，高四位引脚分别与四个输入按钮相连，低四位引脚分别与四个LED发光管相连，如图7-3所示。

57、编程要求：当K1按下，LED1亮1秒；当K2按下，LED2亮2秒；当K3按下，LED3亮3秒；当K4按下，LED4亮4秒。137 【例题7-4】已知RC口连接八个LED显示器，以作为自动加1计数器的显示窗口，间隔时间为1秒。请编写相应的控制程序。138139定时器定时器/计数器模块计数器模块 位宽位宽分频器分频器普通功能普通功能特别功能特别功能备注备注TMR08 8预分频器预分频器定时定时/计数计数通用目的通用目的TMR116 16预分频器预分频器定时定时/计数计数捕捉或输出比较捕捉或输出比较 低频时基振荡器低频时基振荡器TMR28 8预 预/后分频器后分频器定时定时脉宽调制脉宽调制140 1

58、41 142143144145146147148149Bit7Bit7Bit6Bit6Bit5Bit5Bit4Bit4Bit3Bit3Bit2Bit2Bit1Bit1Bit0Bit0-T1CKPS1T1CKPS1 T1CKPS0T1CKPS0 T1OSCENT1OSCEN T1SYNCT1SYNCTMR1CSTMR1CS TMR1ONTMR1ON150Bit0TMR1ON：TMR1使能控制位(而TMR0不能被关闭的)，主动参数。0:关闭TMR1，使TMR1退出活动状态，以节省能耗；1:启用TMR1，使TMR1进入活动状态。Bit1TMR1CS：时钟源选择位，主动参数。0:选择内部时钟源(fos

59、c/4Tcyc指令周期)；1:选择外部时钟源，即时钟信号来源于外部引脚或者自带振荡器。Bit2T1SYNC：TMR1外部输入时钟与系统时钟同步控制位，主动参数。当TMR1工作于计数器方式(TMR1CS1时)：0:TMR1外部输入时钟与系统时钟保持同步；1:TMR1外部输入时钟与系统时钟不保持同步；当TMR1工作于定时器方式(TMR1CS0时)：该位不起作用。Bit3T1OSCEN：TMR1自带振荡器使能位，主动参数。0:禁上TMR1振荡器起振，使非门的输出端呈高阻态；1:允许TMR1振荡器起振。151T1CKPS1T1CKPSO分频比001:01011:02101:04111:08Bit5-b

60、it4T1CKPS1-T1CKPSO：分频器的分频比选择位，主动参数。152153TMR1TMR1分频器分频器定时定时同步同步指令周期信号指令周期信号不工作不工作不工作不工作适用适用T1CKIT1CKI不工作不工作工作工作适用适用T1OSIT1OSI不工作不工作工作工作适用适用T1OSO-T1OSIT1OSO-T1OSI不工作不工作工作工作适用适用T1CKIT1CKI工作工作工作工作不适用不适用T1OSIT1OSI工作工作工作工作不适用不适用T1OSO-T1OSIT1OSO-T1OSI工作工作工作工作不适用不适用计数计数SLEEP状态SLEEP状态触发信号触发信号工作方式工作方式与系统的与系统

61、的协调关系协调关系捕捉、比捕捉、比较功能较功能同步同步异步异步154155156157158Bit7Bit7Bit6Bit6Bit5Bit5Bit4Bit4Bit3Bit3Bit2Bit2Bit1Bit1Bit0Bit0-TOUTPS3TOUTPS3 TOUTPS2TOUTPS2 TOUTPS1TOUTPS1 TOUTPS0TOUTPS0 CCP1M2CCP1M2 TMR20N TMR20N T2CKPS0T2CKPS0159T2CKPS1-T2CKPS0T2CKPS1-T2CKPS0预分频器分频比预分频器分频比00 01:011:0101 11:041:0410101:161:1611111

62、:161:16160TOUTPS3一TOUTPS0TOUTPS3一TOUTPS0后分频器分频比后分频器分频比0000 01:011:010001 11:021:020010101:031:030011111:041:04111111111:161:16161162163 164 165166167168169170 主要用于中断控制方式的设置。bit7bit6bit5bit4bit3bit2bit1bit0GIEPEIET0IEINTERBIET0IFINTFRBIF171bit7bit7bit6bit6bit5bit5bit4bit4bit3bit3bit2bit2bit1bit1bit0b

63、it0RBPURBPUINTEDGINTEDGT0CST0CST0SET0SEPASPASPS2PS2PS1PS1PS0PS0 172bit7bit7bit6bit6bit5bit5bit4bit4bit3bit3bit2bit2bit1bit1bit0bit0PSPIEPSPIEADIEADIERCIERCIETXIETXIESSPIESSPIECCP1IECCP1IETMR2IETMR2IETMR1IETMR1IEbit7bit7bit6bit6bit5bit5bit4bit4bit3bit3bit2bit2bit1bit1bit0bit0PSPIFPSPIFADIFADIFRCIFRCI

64、FTXIFTXIFSSPIFSSPIFCCP1IECCP1IETMR2IFTMR2IFTMR1IFTMR1IF173bit7bit7bit6bit6bit5bit5bit4bit4bit3bit3bit2bit2bit1bit1bit0bit0-EEIEEEIEBCLIEBCLIE-CCP2IECCP2IEbit7bit7bit6bit6bit5bit5bit4bit4bit3bit3bit2bit2bit1bit1bit0bit0-EEIFEEIFBCLIFBCLIF-CCP2IFCCP2IF174 不论各种中断屏蔽位和全局中断屏蔽位GIE处于何种状态，某一中断源的中断条件满足时，都会发出中

65、断请求，相应的中断标志位都会被置位。是否能够得到CPU的响应，要根据该中断源所涉及到的中断屏蔽位的状态而定。175 进入了中断服务子程序期间，只有返回地址即程序计数器PC的值被自动压入堆栈。首先把W寄存器、STATUS和PCLATH寄存器保护起来，然后再去保存其他用户认为有必要保护的寄存器。176MOVWF W_TEMP ；复制W到临时备份寄存器W_TEMP中SWAPF STATUS，W ；将STATUS寄存器高低半字节交换后放入WCLRF STATUS ；不管当前处在哪个体，都设置体0作为当前体MOVWF STATUS_TEMP；保存STATUS到体0上的临时寄存器STATUS_TEMPMO

66、VF PCLATH，W ；把寄存器PCLATH内容复制到W中MOVWF PCLATH_TEMP ；经W将PCLATH内容转到临时寄存器PCLATH_TEMPCLRF PCLATH ；不管当前处在哪页，把PCLATH设置成指向页0 ；（中断服务子程序处理部分）MOVF PCLATH_TEMP，W ；经过W转移MOVWF PCLATH ；恢复PCLATH内容SWAPE STATUS_TEMP，W ；将寄存器高低半字节交换后放人WMOVWF STATUS ；把W内容移动到STATUS寄存器SWAPF W_TEMP，F ；将W_TEMP内容高低半字节交换后放回SWAPF W_TEMP，W ；将W_TEMP内容高低半字节交换后放入W177 串行扩展通信接口是单片机与其它计算机之间进行数据交换的重要渠道，F877单片机主要配置有2种形式的串行通信模块：主控同步串行通信MSSP （Master Synchronous Serial Port）通用同步/异步收发器USART （Universal Synchronous/Asynchronous Receiver Transmitter）。MSSP模块