工学PIC单片机指令系统课件.pptx

《工学PIC单片机指令系统课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工学PIC单片机指令系统课件.pptx（106页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第二章 PIC单片机指令系统和汇编语言程序设计第1页/共106页第二章 PIC单片机指令系统 和汇编语言程序设计2.1 指令系统概述2.2 字节操作指令2.3 位操作指令2.4 常数和控制操作类指令2.5 汇编语言程序设计第2页/共106页2.1 指令系统概述2.1.1 指令的表示方法1机器指令的表示方法指令，用于规定计算机的基本操作。一台计算机所能执行的指令集合就是它的指令系统。指令共有两种表示方法，分别是机器语言表示方法和汇编语言表示方法。不同种类的单片机有不同的一套命令(即所谓“指令系统”)。第3页/共106页2.1 指令系统概述2.1.1 指令的表示方法1机器指令的表示方法第4页/共1

2、06页2.1 指令系统概述2.1.1 指令的表示方法2汇编语言的表示方法汇编语言是对机器语言的改进，它采用便于人们记忆的一些符号（例如简化的英文单词）来表示操作码、操作数和地址码等。通常把表示指令的符号称之为助记符。MOVF 20H，0；ANDLW 0FH MOVWF 21H第5页/共106页2.1 指令系统概述2.1.1 指令的表示方法3.PIC16F87X单片机指令PIC16F87X单片机采用精简指令集（RISC）结构，指令效率高，功能强。它的指令为单字的宽字位（14）指令，由此生成的程序代码短。指令条数少，仅有35条。(1)面向字节操作类(2)面向位操作类(3)常数操作和控制类操作。第6

3、页/共106页指令的类型第7页/共106页2.1 指令系统概述2.1.2 PIC单片机指令的寻址方式寻址，就是寻找操作数的存放地址。寻址方式，就是给操作数定位的过程。1寄存器间接寻址所谓寄存器间接寻址指的是通过寄存器F0、F4来实现。实际的寄存器地址放在F4的低5位中，通过F0来进行间接寻址。INDF不是物理上实际存在的寄存器，而任何寻址INDF的指令都是以FSR寄存器内容为地址的RAM单元中存放着参加运算或操作的数据。第8页/共106页2.1 指令系统概述2.1.2 PIC单片机指令的寻址方式1寄存器间接寻址第9页/共106页2.1 指令系统概述2.1.2 PIC单片机指令的寻址方式2立即数

4、寻址所谓立即寻址就是操作数在指令中直接给出。通常把出现在指令中的操作数称之为立即数（literal），因此就把这种寻址方式称之为立即寻址。第10页/共106页2.1 指令系统概述2.1.2 PIC单片机指令的寻址方式2立即数寻址第11页/共106页2.1 指令系统概述2.1.2 PIC单片机指令的寻址方式3直接寻址指令中操作数以其所在存储单元地址的形式给出，就称之为直接寻址。这种方式是对任何一寄存器直接寻址访问。第12页/共106页2.1 指令系统概述2.1.2 PIC单片机指令的寻址方式3直接寻址第13页/共106页2.1 指令系统概述2.1.2 PIC单片机指令的寻址方式4位寻址这种寻址方

5、式是对寄存器中的任一位（bit）进行操作。第14页/共106页例21 ADDLW 16H第15页/共106页例22 IORWF 26H,0第16页/共106页例23 XORWF 0,1第17页/共106页例24 BSF 26H,4第18页/共106页2.1 指令系统概述2.1.3 指令符号的意义说明1.PIC汇编语言指令格式PIC系列微控制器汇编语言指令与MCS51系列单片机汇编语言一样，每条汇编语言指令由4个部分组成，其书写格式如下：标号 操作码助记符 操作数 ；注释 (Lable)(Opcode)(Operand)(Comment)第19页/共106页2.1 指令系统概述2.1.3 指令符

6、号的意义说明2.指令符号的意义说明在PIC系列单片机指令中常把数据存储器RAM当作寄存器来使用(处理)并用字母f(或F)表示。d 代表操作数的目标选择，定义d=0，结果存入W；d=1结果存入(文件)寄存器f，当使用汇编程序指令d缺省时，默认d=1。b代表(文件)寄存器(8位)的位地址(07取值)。如寄存器的8位为b7、b6b1、b0，若b=1代表寄存器的第b1位。字母符号k代表立即数、常数和数据标号。第20页/共106页2.2 2.4指令集第21页/共106页2.2 2.4指令集第22页/共106页2.2 2.4指令集第23页/共106页2.2 2.4指令集第24页/共106页2.2 2.4指

7、令集第25页/共106页2.2 2.4指令集第26页/共106页2.2 2.4指令集第27页/共106页2.2 字节操作指令1.寄存器加法指令第28页/共106页2.2 字节操作指令2.2.寄存器减法指令第29页/共106页2.2 字节操作指令3.寄存器加1指令 第30页/共106页2.2 字节操作指令4.寄存器减1指令第31页/共106页2.2 字节操作指令5.寄存器与指令第32页/共106页2.2 字节操作指令6.寄存器或指令第33页/共106页2.2 字节操作指令7.寄存器异或指令第34页/共106页2.2 字节操作指令8.寄存器取反指令第35页/共106页2.2 字节操作指令9.寄存器

8、清零指令第36页/共106页2.2 字节操作指令10.W清零指令第37页/共106页2.2 字节操作指令11.f寄存器传送指令第38页/共106页2.2 字节操作指令12.W寄存器传送指令第39页/共106页2.2 字节操作指令13.寄存器加1,结果为零则跳指令第40页/共106页2.2 字节操作指令14.寄存器减1,结果为零则跳指令第41页/共106页2.2 字节操作指令15.带进位左移指令第42页/共106页2.2 字节操作指令16.带进位右移指令第43页/共106页2.2 字节操作指令17.寄存器交换指令第44页/共106页2.3 位操作指令1.1.位清零指令第45页/共106页2.3

9、位操作指令2.位置1指令第46页/共106页2.3 位操作指令3.位测试,为零则跳指令第47页/共106页2.3 位操作指令4.位测试,为1则跳指令第48页/共106页2.4 常数和控制操作类指令1.常数加法指令第49页/共106页2.4 常数和控制操作类指令2.常数减法指令第50页/共106页2.4 常数和控制操作类指令3.常数与指令第51页/共106页2.4 常数和控制操作类指令4.常数或指令第52页/共106页2.4 常数和控制操作类指令5.常数异或指令第53页/共106页2.4 常数和控制操作类指令6.看门狗计数器清零指令第54页/共106页2.4 常数和控制操作类指令7.常数传送指令

10、第55页/共106页2.4 常数和控制操作类指令8.子程序调用指令第56页/共106页2.4 常数和控制操作类指令9.无条件跳转指令第57页/共106页2.4 常数和控制操作类指令10.子程序返回指令第58页/共106页2.4 常数和控制操作类指令11.子程序带参数返回指令第59页/共106页2.4 常数和控制操作类指令12.中断服务子程序返回指令第60页/共106页2.4 常数和控制操作类指令13.睡眠（进入低功耗状态）指令第61页/共106页2.4 常数和控制操作类指令14.空操作指令第62页/共106页第63页/共106页2.5 汇编语言程序设计2.5.1 汇编语言程序设计知识1汇编语言

11、源程序的结构汇编语言提供了一种不涉及实际存储器地址和机器指令编码的编写源程序的有效方法。我们需要掌握的是：汇编语言的程序格式、语句格式、助记符、伪指令。程序的4种基本结构：顺序、分支、循环和子程序。第64页/共106页2.5 汇编语言程序设计2.5.1 汇编语言程序设计知识2PIC 汇编语言的程序流程图（1）程序流程图常用的图形符号圆角矩形框为起始/终止框，表示一个程序的开始或结束。矩形框为任务框，表示要处理的任务。菱形框为判断框，表示要判断的因素，判断结果将导致程序走入不同的分支。指向线为带有箭头的线段，表示程序的走向。第65页/共106页2.5 汇编语言程序设计2.5.1 汇编语言程序设计

12、知识2PIC 汇编语言的程序流程图（(2)程序流程图的画法顺序程序结构顺序程序结构在流程图中表示为任务框一个一个地串行连接。在计算机执行程序时表现为，从头至尾严格按照次序一条语句一条语句地顺序执行，并且每一条语句均被执行一遍。第66页/共106页2.5 汇编语言程序设计2.5.1 汇编语言程序设计知识2PIC 汇编语言的程序流程图分支程序流程图分支程序流程图包含1个判断框和两个或两个以上的出口。从而形成程序的2个或多个分支。第67页/共106页2.5 汇编语言程序设计2.5.1 汇编语言程序设计知识2PIC 汇编语言的程序流程图循环程序流程图循环程序的结构包含以下4个组成部分：循环初始化部分：

13、为循环程序作准备。如循环变量设置，即指定或定义一个循环变量作循环次数计数器或地址指针，并给它设置一个初始值。第68页/共106页2.5 汇编语言程序设计2.5.1 汇编语言程序设计知识2PIC 汇编语言的程序流程图循环体：要求重复执行的程序段，即循环程序的主体部分。循环控制部分：循环控制就是根据循环结束条件，判断是否跳出循环。结束部分：对循环结果进行分析、处理和保存。第69页/共106页2.5 汇编语言程序设计第70页/共106页2.5 汇编语言程序设计2.5.2 PIC 汇编语言的伪指令用来编写汇编语言源程序的语句，主要是指令助记符，其次就是伪指令。所谓伪指令就是“假”指令的意思，不是单片机

14、的指令系统中的真实指令。伪指令与指令系统中的助记符的不同之处是没有机器码与它对应。符号名 伪指令助记符 操作数 ；注释 第71页/共106页2.5 汇编语言程序设计2.5.2 PIC 汇编语言的伪指令最常用的伪指令介绍（1）INCLUDE 功能:读入外部源文件格式：INCLUDE 说明：用于把指定文件读入源程序中作为源程序代码的一部分。文件名必须用双引号或尖括号给出，如果被指定文件非当前工作目录下，则需要指令完整的路径。第72页/共106页2.5 汇编语言程序设计2.5.2 PIC 汇编语言的伪指令最常用的伪指令介绍(2)EQU 功能：对符号名赋值格式：EQU 说明：使EQU 两端的8位值相等

15、，即给符号名赋予一个特定值或者说是给符号名定义一个数值。第73页/共106页2.5 汇编语言程序设计2.5.2 PIC 汇编语言的伪指令最常用的伪指令介绍(3)#DEFINE 功能：定义文本替换标号格式：#DEFINE说明：用于定义文本替换标号，在汇编时把源代码中的替换成。第74页/共106页2.5 汇编语言程序设计2.5.2 PIC 汇编语言的伪指令最常用的伪指令介绍(4)ORG 功能:存放程序单元的起始地址格式：符号名 ORG 说明：用于指定该伪指令后面的源程序存放的起始地址，也就是汇编后的机器码目标程序在单片机的程序存储器中开始存放的首地址。第75页/共106页2.5 汇编语言程序设计2

16、.5.2 PIC 汇编语言的伪指令最常用的伪指令介绍(5)END 功能：程序结束伪指令格式：END 说明：这条伪指令通知汇编器MPASM结束对源程序(.ASM)的汇编，即使在后面还有语句，也将不予继续汇编。第76页/共106页2.5 汇编语言程序设计2.5.3 PIC 汇编语言程序设计基础1.设置I/O 口的输入/输出方向2.检查寄存器是否为零3.比较二个寄存器的大小4.循环n次的程序5.“IFTHEN”格式的程序第77页/共106页2.5 汇编语言程序设计1.设置 I/O 口的输入/输出方向PIC16F877的I/O 口皆为双向可编程，即每一根I/O 端线都可分别单独地由程序设置为输入或输出

17、。这个过程由写I/O控制寄存器TRIS f来实现，写入值为“1”，则为输入；写入值为“0”，则为输出。MOVLW 0FH ；0000 1111（0FH）输入 输出MOVWF TRISB；将W中的0FH写入B口控制器，；B口高4位为输出，低4位为输入。MOVLW 0C0H；1100 0000（0C0H）MOVWF TRISB RB0RB5输出0 RB6，RB7输 出1第78页/共106页2.5 汇编语言程序设计2.检查寄存器是否为零如果要判断一个寄存器内容是否为零，很简单，现以寄存器F10为例：MOVF 10，1；F10F10，结果影响零标记 状态位ZBTFSS STATUS，Z；F10为零则跳

18、GOTO NZ；Z=0即F10不为零转入标号NZ 处程序 ；Z=1即F10=0处理程序第79页/共106页2.5 汇编语言程序设计3.比较二个寄存器的大小要比较二个寄存器的大小，可以将它们做减法运算，然后根据状态位C来判断。注意，相减的结果放入W，则不会影响二寄存器原有的值。例如F8和F9二个寄存器要比较大小：MOVF 8，0；F8W SUBWF 9，0 ；F9W（F8）W BTFSC STATUS，Z ；判断F8=F9否 GOTO F8=F9 BTFSC STATUS，C；C=0则跳 GOTO F9F8；C=1相减结果为正，F9F8 GOTO F9F8；C=0相减结果为负，F9F8 第80页

19、/共106页2.5 汇编语言程序设计4.循环n次的程序如果要使某段程序循环执行n次，可以用一个寄存器作计数器。下例以F10做计数器，使程序循环8次。COUNT EQU 10；定义F10名称为COUNT（计数器）MOVLW 8 MOVWF COUNT；循环体LOOP DECFSZ COUNT，1；COUNT减1，结果为零则跳 GOTO LOOP ；结果不为零，继续循环 ；结果为零，跳出循环第81页/共106页2.5 汇编语言程序设计5.“IFTHEN”格式的程序下面以“IF X=Y THEN GOTO NEXT”格式为例。MOVF X，0；XWSUBWF Y，0 ；YW（X）WBTFSS STA

20、TUS，Z ；X=Y 否 ；XY GOTO NEXT ；X=Y，跳到 NEXT去执行。第82页/共106页2.5 汇编语言程序设计“FORNEXT”格式的程序“FORNEXT”程序使循环在某个范围内进行。下例是“FOR X=0 TO 5”格式的程序。F10放X的初值，F11放X的终值。START EQU 10DAEND EQU 11 MOVLW 0MOVWF START；0START（F10）MOVLW 5MOVWF DAEND；5DAEND（F11）LOOP INCF START，1；START值加1 MOVF START，0 SUBWF DAEND，0；START=DAEND？（X=5否）

21、BTFSS STATUS，Z GOTO LOOP ；X5，继续循环 ；X5，结束循环第83页/共106页2.5 汇编语言程序设计“DO WHILEEND”格式的程序“DO WHILEEND”程序是在符合条件下执行循环。下例是“DO WHILE X=1”格式的程序。F10放X的值。X EQU 10 MOVLW 1 MOVWF X；1X（F10），作为初值 LOOP MOVLW 1 SUBWF X，0 BTFSS STATUS，Z；X1否？GOTO LOOP；X 1继续循环 ；X 1跳出循环第84页/共106页2.5 汇编语言程序设计2.5.4 数据传送程序的设计数据传送程序设计是最基本的程序设计

22、，也是最常用的汇编程序设计。但是PIC单片机的数据传送程序和其他的单片机不同，因为PIC单片机的数据存储器RAM分成4个存储区，所以对PIC单片机来说，设计数据传送程序时应该随时注意存储区的选择，否则数据传送达不到目的。第85页/共106页2.5 汇编语言程序设计2.5.4 数据传送程序的设计用直接寻址方式分别向4个存储区的0 xB0、0 x30、0 x130、0 x1B0传送数据。；选择存储区0，直接寻址单元0 xB0实际对应到0 x30单元CLRF STATUSMOVLW 0 xF0 MOVWF 0 x30MOVLW 0 x0FMOVWF 0 xB0第86页/共106页2.5 汇编语言程序

23、设计；选择存储区1，直接寻址单元0 x30实际对应到0 xB0单元BSF STATUS，RP0MOVLW 0 xF1MOVWF 0 x30MOVLW 0 x1FMOVWF 0 xB0第87页/共106页2.5 汇编语言程序设计2.5.5 算术逻辑运算程序的设计基本算术运算有：定点数、浮点数运算；无符号数、有符号数运算等。逻辑运算包括：逻辑异或、逻辑与、逻辑或；加法运算：二进制加法运算，可直接运用加法指令：ADDWF ADDWF 或ADDLWBCDADDLWBCD加法运算第88页/共106页2.5 汇编语言程序设计2.5.6 延时程序的设计1简单延时程序的编写如果延时时间较短，可以让程序简单地连

24、续执行几条空操作指令“NOP”。如果延时时间长，可以用循环来实现。2延时程序的延时时间计算延时程序中计算指令执行的时间和即为延时时间。如果使用4MHz振荡，则每个指令周期为1S。所以单周期指令时间为1S，双周期指令时间为2S。在循环中插入空操作指令即可延长延时时间。第89页/共106页2.5 汇编语言程序设计2.5.7 查表程序查表程序常用于数据补偿，非线性修正，求非函数和代码转换，这种方法就不需要计算，速度又快，而且实现容易。查表程序用得恰当，可能大大简化程序设计，带来极大方便。在单片微机中，要对程序存储器的数据进行访问，必须用读表操作。而PIC系列MCU没有查表指今，PIC的查表程序是利用

25、子程序带值返回的特点来实现。具体是在主程序中先取表数据地址放入W，接着调用子程序，子程序的第一条指令将W置入PC，则程序跳到数据地址的地方，再由“RETLW”指令将数据放入W返回到主程序。表格程序是通过一偏移量来修正PC值，由一条带参数返回指令实现。第90页/共106页2.5 汇编语言程序设计2.5.8 子程序设计在编程过程中，常常会遇到一些完全相同的计算和操作，例如求各种数据的加减乘除运算、代码转换和延时等。如果每次都编写完全相同的程序段，会使编程相当繁琐、耽误时间，而且浪费大量的程序存储器空间。因此，对这些基本操作功能都是将它编制成标准化的程序段，存储于程序存储器的指定区域，在每次需要时就

26、调出使用，这种程序段就称为子程序，调用子程序的程序称为主程序或者调用程序。子程序结构是程序设计标准化和模块化的有效方法。第91页/共106页2.5 汇编语言程序设计2.5.9分支跳转子程序经常需要根据条件判断，确定程序多方向转向选择，实现对程序的灵活控制。用PIC单片机指令可以轻松地构成分支跳转。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，并直接进入不同的子程序中。第92页/共106页2.5 汇编语言程序设计第93页/共106页2.5 汇编语言程序设计第94页/共106页2.5 汇编语言程序设计第95页/共106页2.5 汇编语言程序

27、设计第96页/共106页2.5 汇编语言程序设计第97页/共106页第98页/共106页2.5 汇编语言程序设计第99页/共106页2.5 汇编语言程序设计第100页/共106页本章小节（1）基本概念指令：指挥计算机完成某个基本操作的命令。程序：完成一项任务所需的所有指令的有序集合。指令系统：一台计算机所能执行的指令集合就是它的指令系统。指令的表示方法：有机器语言表示方法和汇编语言表示方法。其中机器语言的指令是用二进制代码表示，汇编语言的指令是用助记符表示。（2）PIC16F87X系列单片机的指令分类第101页/共106页本章小节PIC16F87X单片机采用精简指令集（RISC）结构，指令效率

28、高，功能强。它的指令为单字的宽字位（14）指令，由此生成的程序代码短。指令条数少，仅有35条。每条指令都由操作码和操作数组成，按指令的操作对象将指令分为面向字节操作类指令、面向位操作类指令、常数操作和控制操作类指令。（3）PIC汇编语言指令格式PIC系列微控制器每条汇编语言指令由4个部分组成，其书写格式如下：标号操作码助记符操作数1，操作数2；注释第102页/共106页本章小节2、掌握PIC单片机指令的寻址方式PIC16F87X单片机寻址方式根据操作数的来源分为立即数寻址、直接寻址、寄存器间接寻址和位寻址四种。3、熟记PIC16F87X单片机的35条指令助记符4、学会汇编语言程序设计第103页

29、/共106页本章小节（1）汇编语言程序流程图的基本结构顺序程序结构：从头至尾严格按照次序一条语句一条语句地顺序执行，且每一条语句均被执行一遍。分支程序流程图：一般包含一个判断框和两个或两个以上的出口。从而形成程序的2个或多个分支。循环程序流程图：对某一段程序重复执行多次。（2）PIC 汇编语言的伪指令伪指令是程序设计人员向汇编器发布的控制命令，告诉汇编器如何完成汇编过程和一些规定的操作，以及控制汇编器的输入、输出和数据定位等。第104页/共106页本章小节（3）PIC汇编语言常用程序设计方法这是本章的重点，要在实验中反复联系，熟练掌握最基本的数据传送程序的设计、算术逻辑运算程序设计、延时程序的设计、查表程序设计和子程序设计。第105页/共106页感谢您的观看！第106页/共106页