單片機入門不難------談PIC系列(轉自礦石收音機論壇---嶗山)十年前的老帖子，講得通俗易懂，分享之。

請看圖1

 

 

這個8條腿的小螃蟹就是我們的第一頓飯，只要把它吃下去，以后的大餐就好辦了。

第1、8條腿接電源 +5V 和 地線。頭兩條腿是螃蟹鉗子，好吃的很。 現(xiàn)在剩下了 6 條腿

第2、3條腿 使用時外接一個晶振的東西 我們接一個 4 MHz的。

第4條腿是復位腳，是一個信號輸入腳。單片機正常運行時接高電平。當有一個低電平脈沖輸入到這個腳時單片機就復位。所謂復位就是單片機內(nèi)部所有的工作部件統(tǒng)統(tǒng)回到規(guī)定的狀態(tài)，程序也復位到頭一句上開始逐條運行。例如，你設計的一個報警鎖定的 LED紅燈亮后，當需要解除報警時，用一個按鈕給這個腳瞬時接地一下，相當于給它一個夫脈沖，系統(tǒng)就復位了，led燈就熄滅了，程序從頭開始。

以上5個腳，幾乎所有單片機都有，包括世界上最復雜的，和世界比較簡單的單片機-----PIC12CE519

輪到底幾條腿啦?奧是第5條腿，這條叫單片機的 I/O 腳。就是輸入輸出腳。你可通過程序動態(tài)地控制它作為輸入或輸出，作為輸出時可以程序控制它的輸出電平為高1或低0。所以，他的工作狀態(tài)有四種：輸入0，輸入1，輸出0，輸出1

剩下的兩條腿和第5腳功能一個樣。

上邊我們已經(jīng)把8條腿消化掉了，其實我們要弄明白的也就3只腿，我們再簡單一些，先整明白兩條腿，即GP0,GP1.這兩條腿低級一點的用法，可以控制繼電器，LED燈，高級一些的用法可以進行I2C總線，RS232總線的通信，作為擴展輸入可以模擬出來A/D轉換器(6--7bit)，可以測量一個電阻的粗略值。作為輸出也可以直接推動揚聲器奏出音樂。這是后話暫且不提。

現(xiàn)在要控制使用這兩只腿，我這個三腳貓功夫的說書的不得不講一下軟件了，要想講明白軟件又不得不涉及到單片機的內(nèi)部結構。那位說啦，你可別提這軟件和結構了，以前俺就是讓它們打敗的，現(xiàn)在聽到這個心里就打鼓。嘿嘿，不要緊，果真如你所說，那你就不妨跟著我再失敗一次， 反正嗎多一次失敗又不納稅，嘿嘿。不過你也要有思想準備，徹底弄明白是個漸進的過程。

要說這程序和單片機內(nèi)部結構，還真是老大難，不過蟹黃蟹肉都可都在里面。我現(xiàn)在要是給你說PIC單片機是哈佛結構的，51系列是馮-諾伊曼結構的，恐怕你要立馬扎走人了。所以我得用點心思不讓你溜號。

好在PIC系列的制造商(microchip 微芯公司 美國)理解我等苦衷，全部只有35條指令，而且有一些指令我們一般很少使用，常用的也就十幾句，用的時候查手冊，無需記憶。就算我們兩天學習一句，也就兩三個月時間，總比到老了還怕它們強啊。廢話少說先看下面的兩個例語：

my_name006: movlw 02h '常數(shù)2進入w

movwf GPIO 'W 的數(shù)進入 寄存器GPIO

這就是我們編的程序里的兩個句子，也叫源程序。有以下特點

每行只能寫一句話

每句話由四部分組成：

標號： 操作指令 操作數(shù) '程序注釋

下面我結合例子把這四部分解釋一下。

第一部分 my_name006: 叫做標號，它是由字母或數(shù)字組成，由冒號結束。標號可有可無，比如第二句就沒有標號。

第二部分movlw 叫做操作指令。它是必須有的，不能省略。PIC 系列的單片機共有 35 條指令。

第三部分02h 叫做操作數(shù)。有的指令沒有操作數(shù)或者操作數(shù)是默認的，也不用寫。

第四部分是程序注釋，必須以單引號開頭，主要作用是提醒和備忘。注釋也是可有可無。

第二個例句中，省略了標號，當然注釋也可以省略。他的指令是movwf， 操作數(shù)是GPIO。操作數(shù)不一定是數(shù)字，也可能是一個由字母組成的字符串。

知道了語句格式以后，我們下面就學習一些常用語句。我們先把這兩個例句弄清楚。

這兩句話的作用是把 2 這個常數(shù)寫入到 GPIO 這個寄存器里。

單片機里有一些部件需要我們使用和操作，都是通過讀寫寄存器來實現(xiàn)的。每個部件都對應有操控它的寄存器，例如我們要控制使用的管腳GP0,GP1 這兩個管腳對應的寄存器就叫做GPIO。對GPIO寄存器讀操作，實際等效察看管腳電平的高低;對GPIO寄存器相應的位寫1操作，實際等校讓管腳輸出高電平。寫0，輸出低電平。

每個寄存器可以儲存一個八位的二進制數(shù)。這八個位的每個位都有名稱，從左向右的名稱是：

左端第首位名稱叫D7,

左端第二位名稱叫D6,

左端第三位名稱叫D5,

左端第四位名稱叫D4,

左端第五位名稱叫D3,

左端第六位名稱叫D2,

左端第七位名稱叫D1,

最后一位叫D0,

而每一個位對應一個管腳的電平，例如當GPIO寄存器的D0位等于1時表示管腳GP0 的電平是高電平。D0位等于0時表示管腳GP0 的電平是低電平。常數(shù)2的八位二進制表示是“00000010” 所以，GPIO寄存器存放的8位2進制數(shù)的每個位的值以及管腳電平是：

D7對 應于內(nèi)部總線管腳的電平 D7=0 內(nèi)部總線管腳輸出低電平

D6對應于內(nèi)部總線管腳的電平 D6=0 內(nèi)部總線管腳輸出低電平

D5對應于GP5 管腳的電平 D5=0 GP5 管腳輸出低電平

D4對應于GP4 管腳的電平 D4=0 GP4 管腳輸出低電平

D3對應于GP3 管腳的電平 D3=0 GP3 管腳輸出低電平

D2對應于GP2 管腳的電平 D2=0 GP2 管腳輸出低電平

D1對應于GP1 管腳的電平 D1=1 GP1 管腳輸出低電平

D0對應于GP0 管腳的電平 D0=0 GP0 管腳輸出低電平

GP0---GP5管腳我們可以從上一講的圖1硬件中查出所對應的管腳。d7 d6 對應的內(nèi)部時鐘和數(shù)據(jù)總線我們現(xiàn)在暫且不要管它。以后本事大了在調(diào)教它們。在我們的例句中，向GPIO寄存器寫入了2，常數(shù)2的八位二進制表示是“00000010” 因此如果此時GP0, Gp1等都已經(jīng)被定義成輸出的話，那么GP1輸出高電平(接LED燈亮)，GP0 輸出低電平(所接led燈熄) 。

截止到現(xiàn)在，你已經(jīng)學會如何控制管腳的電平高低了。盡管還有一些疑問，比如怎樣定義管腳為輸出腳(以后會說)，我得說如果事先gp1,gp0這兩個管腳處于輸入狀態(tài)，這兩個例句無效，是控制不了電平的。

無論如何，這一會兒，你就學會了兩個指令，35條我看也沒啥難的。

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再加深一下對寄存器的認識：

要把一個常數(shù)存儲到，或者說寫到一個寄存器中，僅用一條指令是辦不到的，必須通過一個特殊的寄存器W,把數(shù)據(jù)倒過去. 這就應該使用到兩個語句。

movlw 02H 指令的意思是把一個常數(shù)存入特殊寄存器W, 這個常數(shù)是3,后面的H是表示十六進制

movwf GPIO 指令的意思是把特殊寄存器W的數(shù)值存入寄存器. 這個寄存器的名稱是 GPIO

這里涉及到兩個概念,常數(shù)和寄存器.

常數(shù)好說,比如說十進制數(shù) 35, 26 但要注意,在單片機系統(tǒng)里我們一般不用十進制,而使用十六進制. 有關數(shù)制轉換方面的知識，是計算機的基礎，必須會熟練地在二進制、十六進制、十進制之間轉換，我就不羅索了.

寄存器也叫單片機的內(nèi)存。

一個寄存器可以存儲的數(shù)值范圍是0--255,用十六進制表示就是 0---FFH.用二進制表示就是00000000----11111111.

以后要養(yǎng)成習慣用十六進制表示數(shù).

那么,一個單片機里有多少個這樣的寄存器哩，pic12ce512里面有1024個這樣的寄存器可以供你使用,為了使用方便生產(chǎn)商已經(jīng)給它們編上了號碼,第一號碼是000H,往下依照次序為 001H,002H........3FFH.(怎么樣，開始用十六進制說事了吧，如果你不熟悉熟制轉換趕緊補課來得及)

有了編號就像我們居住的房間有了房間號碼,使用就方便的多了.房間號碼在郵政行業(yè)叫地址,因此我們稱這些號碼叫做寄存器地址,或稱地址數(shù) 例如 名稱為 GPIO 的寄存器,他的地址,或地址數(shù)是 06H 。所以我們的兩個例句完全等同于：

my_name006: movlw 02h '常數(shù)2進入w

movwf 06H 'W 的數(shù)進入 寄存器GPIO

'-----------------------------------------

有兩個寄存器比較特殊,它們沒有地址,一個名字叫做 W, 另一個叫做 TRIS. 所以他們兩個在存儲數(shù)據(jù)的時候比較快,一個指令就可以解決問題，例如： movlw 03H 一條指令就把常數(shù)3寫入到W寄存器了。關于TRIS寄存器,我們以后用到它再說.

除了他們兩個以外的其他所有寄存器，在寫入數(shù)據(jù)時一般都要用兩條指令進行。

今天就扯到這里，雖然只有兩個指令，但主要目的是要同學們接觸一下指令，建立寄存器的概念以及他們同硬件部件的聯(lián)系。增強學習的信心。能有這些體會，這一節(jié)就算過關了。

隨著以后的深入，你會發(fā)現(xiàn)小小單片機里面是一個大世界，興趣也由此而生。

我們上一次講的兩個指令是是如何控制管腳電平的高低。前提是所有管腳已經(jīng)被定義成輸出了(OUT)如果被定義成了輸入，則上次的指令雖然也能運行，但運行后絲毫不能改變管腳電平高低，因為此時管腳是輸入狀態(tài)，電平取決于外部輸入,指令無法改變。

在PIC單片機系列中，改變I/O口的輸入輸出依靠寫入寄存器TRIS的值，相應位寫0，表示對應管腳被定義成了輸出，寫1，就是輸入。

現(xiàn)在假如預把GP1、GP2管腳定義成輸出，其他腳全是輸入。那就應該向TRIS 寄存器寫入二進制數(shù) 11111001，換算成十六進制就是

F9H.

依照以前我們學到的知識,在PIC系列單片機里，本來應該用下列的語句來完成我們的設定：

movlw 0F9H '常數(shù)進W 以字母開頭的常數(shù)前面必須加0

movwf TRISA '把W內(nèi)的數(shù)復制到TRIS

實際上PIC系列的單片機也都是這么寫的,后面加的A,表示第一個8位的口(有的單片機不僅一個口,還有好幾個8位的I/O口如TRISB TRISC TRISD等等) .

但是,記住了, PIC12系列的單片機必須改寫成為:

movlw 0F9H '常數(shù)進W 以字母開頭的常數(shù)前面必須加0

tris GPIO '把W內(nèi)的數(shù)復制到TRIS 以后凡見到這個指令一律理解成 movwf TRISA

寫法不同,意思是一樣的. 這樣你就又學了一個指令TRIS,不過這個指令的實質還是你曾經(jīng)學過的movwf 只是寫法不同罷了.

在PIC12系列里TRIS作為指令, 在其他系列(PIC161718)里把 TRIS 作為普通寄存器看待.

因為我們現(xiàn)在講的就是PIC12CE519,所以我們暫時用

tris GPIO

這個格式,等以后進入PIC16C877 我們再寫成 movwf TRISA , 至于理解按照后者進行.

'-----------

如果我們要控制GP1 GP2管腳的輸出電平, 其他管腳作為輸入.并且讓GP1輸出低電平,GP2輸出高電平.完整的程序如下：

movlw 0F9H '常數(shù)進W

tris GPIO '把W內(nèi)的數(shù)復制到TRIS ，GP1 GP2為輸出，其他為輸入

'此行無命令，起到的作用是容易讀懂程序

movlw 04H '常數(shù)4的二進制是 00000100 ，GP1=0 GP2=1

movwf GPIO 'W內(nèi)的數(shù)進GPIO 輸出生效，原來定義成輸入的腳的電平，不會受該句影響

上面已經(jīng)學會了三條指令，但是8位寄存器的概念概念一定要建立起來，程序通過寫入寄存器不同的數(shù)據(jù)

控制管腳作為輸入使用還是輸出使用，作為輸出時是輸出高電平還是低電平。

這樣的操作又一個特點，就是每次寫入數(shù)據(jù)，同時控制的往往不是一個管腳，而是好幾個個.最多一次可

以控制8個管腳.在單片機里往往每8個腳叫做一個口，如口A, 口B,用英文表示就是GPIO PORTA PORTB PORTC 等.

更多的情況是：某個口內(nèi)的某一個管腳需要改變電平，其他腳電平不變.例如我們僅需要GPIO口上的GP1

這個管腳的電平拉高，其他管腳電平不發(fā)生變化.這時候位操作指令為我們提供了方便，假如我們事先已經(jīng)把GP1管腳定義過輸出了(方法見前面講過的)：

bcf GPIO,GP1 '注釋 GPIO口上GP1管腳電平拉低，我們行話叫 清除。

bSf GPIO,GP1 '注釋 GPIO口上GP1管腳電平拉高，我們行話叫 置位。

怎么樣，這樣控制某一個管腳的電平就方便多了，你的編程效率大大提高啊.

記住：PIC所有單片機所有寄存器都是可以位操作的，這在51的單片機上是不能完全實現(xiàn)的.

不僅如此，PIC所有單片機所有管腳的單腿驅動輸出電流可以高達 25mA，所以如果你驅動一個 5到10mA電流的LED發(fā)光二極管，根本不用加三極管，串個電阻直接掛在單片機上就得了，這在51的單片機上也是不能實現(xiàn)的，要加驅動三極管或驅動芯片.

怎么樣，學PIC有好處吧. 也別急，好處還有那，且聽我慢慢地白話。

一不小心，你已經(jīng)會 5 個指令了，還有30個，加油啊。

繼續(xù)

單片機的大部分指令，或者說單片機所做的大部分工作，多數(shù)在寫入或讀出寄存器。關于寄存器的初步概念我想我們已經(jīng)建立起來了,它是一個能夠存儲8位二進制數(shù)據(jù)(最大255 = 0FFH) 的單元 每個單元都有它的編號,我們叫做它的地址,或地址編碼. 地址編碼也是十六進制的. 另外寄存器里的數(shù)據(jù)掉電就會丟失。

寄存器的英文是RAM 也要記住.

PIC12CE519 里面共有有48個寄存器供我們操作使用， 它們每一個都有固定的地址編碼。

地址編碼并不是連續(xù)的號碼,而是分成了兩段:

第一段: 從00H 開始, 依次是01H, 02H, 03H ....0AH, 0BH......到1FH 結束. 計32個寄存器

第二段: 從30H 開始, 依次是31H, 32H, ......................到3FH 結束 計16個寄存器

這種地址不連續(xù)編號, 而是要跳過去一段的做法, 對于我們新手來說很是不習慣. 為了讓我們?nèi)菀兹腴T, 我們暫時先不管第二段RAM, 只當它不存在, 所有程序我們只涉及到第一段連續(xù)的ram 地址. 等我們熟練的掌握好了ram 的使用,再涉及第二段地址的RAM, 那時,你就會理解單片機設計者把它們分成兩段的苦心了.

為了規(guī)范,我們今后一律把RAM的分段, 叫做分頁. 第一地址段叫00頁面, 第二地址段叫01頁面.

例如: 我們學過的 I/O 口電平控制寄存器 GPIO, 它的地址編碼是 06H, 屬于00頁面.

'-----------------

所有這32+16=48個寄存器除了在地址上分成了兩個頁面以外,又把它們分成兩類：

一類專用寄存器,一類通用寄存器.

所謂專用,就是這個寄存器的功能已經(jīng)由系統(tǒng)分配好了.例如 地址為06H 的名稱就做GPIO寄存器的功能,是它的每個位,都對應到一個I/O腳的電平.

另一類 是通用寄存器,你可以理解成它的功能系統(tǒng)沒有事先預定,而是由你在編程序的時候隨機使用.

pic12ce519 的專用寄存器有 7 個, 位置在我們第00葉面的最前面. 這7個專用寄存器的地址編碼是: 00H，01H, 02H, ----06 H

剩下的所有寄存器包括所有第01頁面, 全部都是通用寄存器.

例子: 在兩個通用寄存器 09H, 0AH 內(nèi), 寫入常數(shù) FC H

movlw 0FCH '常數(shù)進W

movwf 9H '復制W內(nèi)的數(shù)到通用寄存器09H

movwf 0AH '復制W內(nèi)的數(shù)到通用寄存器0AH 由于此時W內(nèi)并沒有改變,W不用再進常數(shù).

'----------------------------------------------

下面是PIC12CE519的 寄存器ram的地址地圖:

圖最上端的 00 01 表示的是頁面號碼，或叫頁面地址。

左側 從00 --- 1FH 是00頁面， 右側是01頁面。

從00H 到 06H 都已經(jīng)起好了名稱 ，它們是專用寄存器，用處各有不同。以后我們會逐個介紹它們

剩下的都是通用寄存器 或者叫普通寄存器 General Purpose Registers 意思是一般用途的寄存器

地址從20H 到 2FH 也不是“空洞”，也不是不能訪問，只是讀寫它們的時候等于讀寫它們左側對應的00頁面。這一點我們可能有些迷惑，弄不明白也沒有關系，以后隨著程序理解的深入，會搞清楚的。

內(nèi)存圖譜，不要求記下來，但是應該有個大體印象，用的時候會察看就可以了。等編程時間一長

就那么幾個字節(jié)，自然就記住了。

所謂字節(jié)是衡量二進制數(shù)據(jù)長度的一個單位。一個寄存器剛好能記住一個字節(jié)的數(shù)據(jù)。如果你要存儲的數(shù)據(jù)比較大超過了255，那就要占2個存儲器甚至更多。描述的時候通常我們不說這個數(shù)值占了多少個寄存器，而是說這個數(shù)據(jù)是幾個字節(jié)的。

字節(jié)的英文是byte 一個二進制數(shù)的一位，叫比特 英文bit 1 byte 包含 8 bit

繼續(xù)

下面我們學習一條新指令,叫做空操作指令

nop '什么事情也不做，但執(zhí)行這個指令也要消耗掉一點時間。它沒有操作數(shù)。

'不要理解成程序停了，實際上程序仍在正常運行。執(zhí)行一連串的空操作指令，單片機

'白耗費時間，什么活也不干，往往用于延時

如果你需要一個很短時間的延時，可以采用一連串的空操作。注意每個 nop 也是占一行， 例如：

movlw 0F9H '常數(shù)進W

tris GPIO '把W內(nèi)的數(shù)復制到TRIS ，GP1 GP2為輸出，其他為輸入

bsf GPIO,GP1 '管腳GP1輸出高電平點亮LED燈(如果你已經(jīng)接上燈的話)

nop

nop

nop

nop

nop

... .

bcf GPIO,GP1 '管腳GP1輸出低電平關閉LED燈

nop

nop

nop

nop

...

運行的效果是接在管腳GP1上的LED燈先亮一段時間，再熄滅一段時間的閃爍。

這回再說一個程序轉向的語句，goto 指令，學過basic 和 c 等語言的對它不陌生。

單片機對程序的執(zhí)行是逐句自上而下進行。當它運行到某個位置，如果你不希望繼續(xù)運行它下面的語句，而是希望它無條件的強行轉到某一句上，就可以使用goto語句。

我們還是通過例子來說明goto 的使用方法。

已知外部晶振的頻率為4 MHz, 設計程序從pic12ce512 單片機的GP1管腳上輸出一個方波信號，信號頻率固定并計算出頻率的值。

movlw 0F9H '常數(shù)進W

tris GPIO '把W內(nèi)的數(shù)復制到TRIS ，GP1 GP2為輸出，其他為輸入

myWAVE: bsf GPIO,GP1 '管腳GP1輸出高電平點亮LED燈(如果你已經(jīng)接上燈的話)

nop

nop

nop

nop

nop

nop

nop

bcf GPIO,GP1 '管腳GP1輸出低電平關閉LED燈

nop

nop

nop

nop

nop

goto myWAVE 'myWAVE是標號,某行必須有這個標號,否則程序通不過

nop '由于goto的存在，以下語句得不到運行

nop

nop

當程序自上而下運行到goto 語句時, 不再繼續(xù)運行它底下的語句, 而是讓程序強行轉向到標號為myWAVE的語句上，并繼續(xù)運行.

這樣一來的結果,程序會永遠在標號myWAVE的這一句 bsf GPIO,GP1 到goto之間循環(huán), 打轉轉.

客觀運行的結果是 GP1管腳電平不停地一會高,一會低, 就輸出了方波信號.

要計算方波的頻率,我們必須知道單片機每運行一條指令需要多少時間.這個時間的單位不以通常的秒 毫秒 或微秒作為單位, 而是以”機器周期” 為單位. 以后凡是我們討論單片機內(nèi)部的時間問題都要以機器周期作為時間單位. 至于一個機器周期究竟是多少微妙或毫秒, 取決于單片機的品牌和振蕩頻率頻率大小, 等一會我們再用公式計算我們PIC12CE512在4MHz震蕩頻率下的機器周期是多少個微妙。

我們先看看我們的程序中GP1腳的高電平低電平都是用了多少個機器周期.

PIC單片機所有指令都是單機器周期的指令,

例外的情況是goto 語句要用2個機器周期 還有一個call指令用的時間也不完全是一個機器周期(待后續(xù))

其他品牌的某些單片機可不是這樣,一條指令往往要用幾個周期……

從bsf 到bcf有8個指令,都是單周期指令,所以GP1高電平時間長度是8個機器周期

從bcf 到bsf有7條指令,其中6條是單周期指令 1條雙周期指令(goto). 所以GP1低電平時間長度也是8個機器周期

這樣,我們輸出方波的周期長度就是16 個機器周期.

Pic品牌的機器周期 = 4/振蕩頻率 (公式)

所以,在我們的例子當中 1個機器周期=4/4MHz= 1 uS

也就是說,我們的例子中,執(zhí)行一條指令僅需要1微秒的時間.

這樣,我們輸出的方波周期就是16微秒, 頻率是 f =1/16 =0.0625 兆赫 =62.5 KHz

如果這個方波的頻率比較低,你再接一個揚聲器到GP1腳上你就可以聽到聲音了

頻率降低到幾赫茲的時候, 接一個led燈, 就會不停的閃爍.

當然, 頻率太低你用的nop指令的數(shù)目會很多,程序雖簡單但是臃腫, 這沒有關系,我們主要是在學習程序, 弄清楚道理是目的。

要想使得程序不臃腫我們有的是辦法,這就必須再學習新的指令.

如果此前我講的你基本都弄明白了,那你現(xiàn)在已經(jīng)抓住單片機入門的門把手了, 還需輕輕的推開.

當你坐在家里吃著月餅，愜意地用電視遙控器選擇電視頻道，不停地用 +/- 鍵盤調(diào)節(jié)電視音量到合適的時候，你可曾想過，此時嶗山也許正鉆在在溫度高達35攝氏度以上的樹叢里，忍耐蚊子螞蟻的叮咬，研究用什么樣的通信線更好地防止雨水侵蝕和動物的啃咬。

也許你從沒有留意你按下的節(jié)目頻道、音量等這些 標有 + / - 符號的鍵盤是怎樣工作控制大小的。

下面我們學習兩個新指令 incf 和 decf ,它們都是對某一個寄存器進行增1 或減1 操作，例句中假如我們要操作的寄存器是 09H

movlw 02H '常數(shù)2進入W

movwf 09H '把w 內(nèi)的數(shù)2 復制到09H 這個寄存器

'現(xiàn)在09H 寄存器內(nèi)存儲的數(shù)是2

incf 09H '寄存器09H內(nèi)存儲的數(shù) 增加1

'現(xiàn)在09H內(nèi)存儲的數(shù)變成3

decf 09H '寄存器09H內(nèi)存儲的數(shù) 減掉1

'現(xiàn)在09H內(nèi)存儲的數(shù)變成2

movlw 0FFH '常數(shù)255進入W

movwf 09H '把w 內(nèi)的數(shù)255 復制到09H 這個寄存器

'現(xiàn)在09H 寄存器內(nèi)存儲的數(shù)是255

incf 09H '寄存器09H內(nèi)存儲的數(shù) 增加1

'現(xiàn)在09H內(nèi)存儲的數(shù)變成0

decf 09H '寄存器09H內(nèi)存儲的數(shù) 減掉1

'現(xiàn)在09H內(nèi)存儲的數(shù)又變成255

如果你事先定義好了地址為09H 的這個寄存器里存儲的數(shù)字大小，代表電視機節(jié)目頻道的話，你會很喜歡這兩個指令的。并且當節(jié)目頻道到達最大值255 或最小值0的時候無需擔心,寄存器在0時減1 會得255, 255狀態(tài)下增1 會得0

至于為什么會這樣，學過環(huán)形計數(shù)器的人不會感到奇怪的。你要是沒有學過計數(shù)器電路也不要緊，記住一個寄存器的最大存儲數(shù)值是255 = 0FFH 就可以了，加減法都會導致它“進位”

當然控制音量時這個程序不能使用，因為它在0和255之間變化，音量忽大忽小怎們行。

為解決這個問題， 我們必須再學習兩條指令 incfsz 和 decfsz

它們與上兩個功能基本相同,不同的是: 寄存器增1 或減1操作以后,該指令會自動判定寄存器內(nèi)的結果是否為零,如果不為零,繼續(xù)正常執(zhí)行該指令后面的語句. 但如果結果為零的話,則程序會 "跳一步" .繞過緊挨著它下面的一條指令，繼續(xù)執(zhí)行更下面的語句,舉例子說明

假定我們操作的寄存器還是09H:

movlw 0FDH '常數(shù)253進入W

movwf 09H '把w 內(nèi)的數(shù)253 復制到09H 這個寄存器

'現(xiàn)在09H 寄存器內(nèi)存儲的數(shù)是253

incfsz 09H '寄存器09H內(nèi)存儲的數(shù) 增加1，結果變成254 結果不等于0,故程序繼續(xù)執(zhí)行下一指令

nop '該句得到執(zhí)行(因為上一句寄存器09H的計算結果不等于0)

incf 09H '寄存器09H內(nèi)存儲的數(shù) 增加1，結果是255

incfsz 09H '寄存器09H內(nèi)存儲的數(shù) 增加1，結果變成0

'因為結果等于0,故程序要跳過下面的一句(不運行下面的一句).

incf 09H '由于上一句的存在并結果為0，該句得不到執(zhí)行，被忽略

incf 09H '程序跳入這一句繼續(xù)運行 寄存器09H內(nèi)存儲的數(shù) 增加1

nop '因此現(xiàn)在 09H寄存器存儲的數(shù)是1

nop '繼續(xù)運行

.

.

.

.

.

思考題：設計一段程序代碼，當用戶連續(xù)按下音量減小鍵后，判定音量寄存器09H的存儲音量數(shù)值，

防止該寄存器的值從0 變成255，以免震驚到用戶。

.

.

.

.

SMALL_SOUND: nop '標號可以任意寫的，此前用戶一旦按下音量減，就把程

' 序引導到這一句上來

decfsz 09H '寄存器09H內(nèi)存儲的數(shù) 減1，如果結果為0 就跳一步

goto OK '如果上一句結果不為0，執(zhí)行該句后，程序去了ok語句

movlw 01H '跳到這一步說明寄存器結果是0

movwf 09 '強行把 09H內(nèi)的數(shù)值寫成1，仍然是小音量,這樣音量不會被因為 減小而變成255

OK: nop '繼續(xù)運行

.

.

思考題：利用decfsz 指令設計一段延時代碼，使得延時時間可以在10個機器周期到65535個機器周期之間，

可以通過程序任意控制

在這個例子中，設我們要控制的延時時間大約是24086個及其周期，用16進制表是就是 5E16 H.

如果用到通用寄存器，請使用 0AH, 0BH

yanshi: movlw 5EH ' 常數(shù)5E進W 標號是延時

movwf 0BH , '0B寄存器數(shù)為5EH

movlw 16H '常數(shù)16進W

movwf 0AH '0A寄存器數(shù)為16H

jixu: decfsz 0AH '0A寄存器內(nèi)的數(shù)減1，如果結果為0跳步

goto jixu '結果不為0，繼續(xù)

decfsz 0BH '0B寄存器內(nèi)的數(shù)減1，如果結果為0跳步

goto jixu '結果不為0，繼續(xù)

nop '延時完畢

.

.

.

.

你現(xiàn)在可以只用這幾個簡單句子完成任意時間的延時程序了。

下面介紹單片機匯編語言里的一個概念 “子程序”

下面我介紹 “子程序”

我先打個比方，如果你做一頓飯，要做湯，炒菜，燉魚，汆丸子， 奧，忘了還有炒小螃蟹(大螃蟹現(xiàn)在都叫人吃的逮不著了：))期間有一個動作在我看來不斷的重復，這個動作就是放鹽 放鹽的過程描述是這樣的：

放鹽： 用一把小勺子深入鹽罐

舀出氯化鈉適量 。

把小勺子里的氯化鈉

均勻灑在鍋里。

完畢

如果我們把做飯定義為主任務 那么放鹽這個動作就叫做 子任務。

這樣定義的一個好處就是描述主任務的時候比較方便，當你用語言文字描述主任務的時候，無論哪一道菜，到了該加鹽的時候不必細說用一把小勺子深入鹽罐...... 因為很多菜都有同樣的這個過程，所以，你用 “放鹽” 兩個字就可以了。但是在你使用 放鹽 這個詞之前或者之后，你應該解釋一下放鹽 這個詞的具體過程是什么。

我們單片機的程序也是一樣的，如果你設計一個電視機的自動搜索頻道的程序，程序要求電視機每搜索成功一個頻道，它面板上的發(fā)光二極管就眨一次眼睛，也就說，先熄滅一段時間然后再點亮。這樣就會遇到很多這樣的眨眼動作，為了簡化主程序我們可以把眨眼這樣一個過程定義為一段子程序，以后每次遇到需要眨眼的時候就調(diào)用一次子程序就可以了。

子程序的定義是這樣的

Zhayan: bcf GPIO,GP1 '管腳GP1輸出低電平關閉LED燈 做為子程序標號是必須有的 標號

' 就是子程序的名字

nop

nop

nop

nop

nop

... .

bsf GPIO,GP1 '管腳GP1輸出高電平點亮LED燈

nop

nop

nop

nop

...

return '這個命令表示子程序的結束 是必需的 否則這個子程序沒有結束

這樣，子程序就定義完了 如果想在程序的某個位置需要led燈熄滅以下(眨眼一次)，只需在那個程序位置調(diào)用一下子程序就可以了。

調(diào)用的方法是用 call 命令。

主程序：

.... '這些點點表示主程序里的語句

....

......

...... '這個位置搜所成功一個臺 需要“眨眼”一次

call Zhayan

...... '繼續(xù)搜索下一個臺的命令行

......

......

......

...... '這個位置搜所成功一個臺 需要“眨眼”一次

call Zhayan

...... '繼續(xù)搜索下一個臺的命令行

......

......

...... '這個位置搜所成功一個臺 需要“眨眼”一次

call Zhayan

...... '繼續(xù)搜索下一個臺的命令行

......

疑問1 我在一個主程序里固然可以調(diào)用另一個子程序，而我在一個子程序里能不能調(diào)用另一個子程序?

答 可以的，這叫子程序嵌套，甚至還可以在另一個子程序中再繼續(xù)調(diào)用別的子程序。

疑問2 嗯，那繼續(xù)往下調(diào)用下去，有限制么?

答 有，這叫允許嵌套的層數(shù) 每個品牌 型號的單片機允許的嵌套層數(shù)都是有規(guī)定的 例如pic16f74 允許8層

pic12e519 允許兩層 也就是說pic12e519的主程序里可以調(diào)用子程序，子程序里?？梢栽僬{(diào)用子程序，到此為止不要再往下調(diào)用 了，否則程序報錯或者超出你預計的結果。

疑問3 在同一層程序空間里，例如在我的某個子程序之中，調(diào)用另一個子程序的次數(shù)有限制么?

回答 沒有限制，只要你的程序寄存器裝得下你的程序。

疑問4 我聽說單片機在調(diào)用子程序以前，好像需要程序“堆棧”訪問什么的，要進行一些程序計數(shù)器的保存保護，以保證子程序返回來得時候，程序能夠正確回到原來位置和環(huán)境。是這樣的么?

答 pic單片機不用管這些問題，它是硬件自動完成這些堆棧的事情，我們的指令里不用關心這些。盡管如此，中檔pic單片機的例如 pic16等系列，它們的程序存儲器地址是分頁的，盡量調(diào)用本頁的子程序，如果子程序不在本頁，而是在另一個頁面里存放，你還是要告訴單片機你的子程序所在的頁面數(shù)據(jù)的，具體操作指令可以查相關指令說明。我們的pic12c519的程序存儲器，沒有分頁，不用關心這事。

繼續(xù)講

我們學習到這里，就已經(jīng)初窺門庭了，下一步還有一個重要的關口-------中斷

單片機的中斷，概念并不難以理解。只是要真正理解運用編程處理一些實際中斷的例子，卻也不是很容易，甚至是單片機學習、入門的攔路虎。要想學會實際的中斷處理編程，也還需要清楚一些程序存儲器，程序結構，程序計數(shù)器，硬件堆棧，現(xiàn)場保護等這些個另雜碎概念。

因此，我們在學習中斷以前，以后和學習中斷過程中，都有必要介紹回顧復習一些有關上述關鍵詞的概念和知識，否則，盡管你學了中斷，用起來可還是不能得心應手，以至于茫然。

我還是用比喻的方法介紹一下中斷的概念：

你的主程序任務是做一桌可口的飯菜，期間可能要多次調(diào)用子程序“撒鹽”。

盡管子程序下邊還有更小的子任務，比如“計算食鹽的量”等過程，盡管這些子過程很復雜，但他們的出場時間和順序是可以預料的，是可以預先安排的。也就說你肯定知道在什么時候放鹽。

有一類子程序，他的出場時間是不確定的，突然的，處理他們的時間刻不容緩，必須趕緊的。我們稱這一類子程序為 中斷子程序。 也就是我們所說的 中斷

你正在做菜的過程中，隔壁鄰居小孩突然敲門說 他的二大爺在他房間里摔倒了 請你幫忙把二大爺扶起來。這是急迫的，必須處理的事務。

你肯定關掉爐子一溜煙跑出去幫忙，等回來以后再點著爐子繼續(xù)做菜。

這個事件的特點就是發(fā)生的時間你無法預先知道，而這個任務必須得停下當前工作去處理，并且是刻不容緩。

從開始關爐子到回來點著爐子的這段時間里以及你的救人行為，就叫做 “中斷子程序”。

在中斷子程序過程中，你關爐子的動作，叫做“中斷現(xiàn)場保護” 點著爐子叫做“中斷現(xiàn)場恢復”中間走出去扶起隔壁二大爺?shù)交貋?叫做“中斷任務處理”

小孩子敲門就叫做“中斷請求”

這就是中斷的基本概念。

在單片機里，中斷的例子也是很多的。我舉一個你手里的手機的例子，你的GSM手機正工作在賦閑，屏幕上也就顯示個時間日期中國電信什么的，表面看沒有什么。其實它內(nèi)部的cpu高速運行忙碌地工作在諸如聯(lián)絡無線網(wǎng)絡，查詢是否有短消息發(fā)來，計算當前信號強度，時間等任務中。

你突然按下數(shù)字鍵“8”，此時內(nèi)部cpu必須停下它正在干的工作來應付你，也就是清屏,顯示你按下的數(shù)字8,然后再回到它原來的任務接著運行。(當然，這個例子不一恰當，現(xiàn)在有操作系統(tǒng)Windows-ce windows-mobile的手機的工作機制遠沒有如此的簡單)

下面我們要接觸和復習一些另雜碎，學習中斷必須要弄明白單片機這些另雜碎，所以你還得忍耐他們一陣子。

再說這不是教材，只是想為入門學習指劃個門徑，我的帖子里面有很多細節(jié)錯誤，例如內(nèi)存頁面問題，519也是分頁的。

但為了入門，我們還是不先不要理會這些，等入門以后，還有很多細節(jié)需要搞明白，那時候就容易啦。

這不，我也是現(xiàn)學現(xiàn)賣，在想寫個具體中斷代碼的例子的時候，才現(xiàn)行的查閱了pic12f519 的數(shù)據(jù)手冊，竟然沒有查到中斷方面的說明，感情這款芯片沒有中斷的功能!不會是我英文水平低沒有看懂吧，又拿出來中文的，同樣的，程序存儲器里沒有中斷說明，只有復位(復位也是單片機的概念) 。

總之，我們學習中斷代碼，這款芯片不適合我們啦。

怎么辦?只好換一款中檔的型號：PIC16C74. 那位說從低端芯片一下子到中端芯片跨度太大啦吧，能適應嗎。我回答：肯定能!

高端芯片無非腿腳更多，片內(nèi)資源也多，但是原理和方法，和低端的沒有區(qū)別。我們只要掌握了單片機的使用操作方法入門，慢說中檔，就是高端芯片pic18、24、99999 系列，那也是一樣。我們?nèi)匀豢梢糟@進去，出得來。

其實啊，所謂高端的語句，學起來更簡單和使用起來更方便。要實現(xiàn)同樣功能，如果限定僅使用低端35條，反而會比較羅索。

下面以 PIC16C74 這款芯片為例，仍然不出35條基本指令，寫出一個完整的中斷代碼的例子,注意這個例子程序的總體結構。題目要求：

1、當一個鍵盤按動一下后，中斷主程序，改變某管腳上的一只LED燈的狀態(tài)，如果再次按動，再次改變。

2、主程序實際上和我們的中斷任務處理沒有關系，我們可以隨便寫個任務，例如主任務程序是計算：123 + 45 = ?

在這個例子里，計算123 + 45 = ?相當于我們在做菜，突然有人按動按鍵，相當于小孩子敲門請求中斷，那么改變(點亮或者熄滅)某管腳上的一只LED燈的狀態(tài)，就是我們刻不容緩的拯救行動。

為了理解中斷代碼，我們先看看硬件設計，下面是這個例子的電路圖。(缺)

如圖：11、12 管腳接電源和地線，13、14管腳接振蕩器， 管腳 1 是復位管腳，只要它是高電平，程序就運行，只要是低電平，程序就馬上停止，并回到程序特定的開始位置，也叫做“復位”

我們真正用到的是 管腳40 名字叫做 RB7 接一個鍵盤?？梢钥闯?，該腳平時為高電平，一旦有人按下鍵盤，就會變成低電平，從而導致主程序發(fā)生中斷。它是作為輸入 I 使用。

管教27 控制一個發(fā)光二極管，輸出高電平點亮。 它是作為輸出管腳.

剩下的那些管腳，先不管，實際使用的時候懸空好了。

根據(jù)我們以前所學，主程序和子程序已然明了。在以前的程序中，凡是涉及專用寄存器如 GPIO 或者通用寄存器如的時候，

我都是在程序注釋里說明該符號如GPIO 、020H,是一個寄存器的地址。這里有一個差別，特殊寄存器都是用字符串表示，而通用寄存器使用它的地址數(shù)表示。這樣做主要是為了便于理解寄存器的本質和使用。

事實上，通用寄存器也是可以用字符串來表示的，并且在實用的程序里往往是用字符串表示通用寄存器，而不是直接用它的地址，因為用字符串更能明確這個通用寄存的用途性質。僅用地址數(shù)是允許的，但是通用寄存器一旦多起來，連程序作者自己也搞不清楚哪一個是干什么用的了。

為了便于程序理解，閱讀，容易編寫。允許程序作者給通用寄存器 例如020H 起用一個漂亮直接的字符串名字。 我們來學習一個嶄新的語句 EQU

我們看幾個例子：

BeijiaShu EQU 020H '定義字符串 BeijiaShu 的值是數(shù)字 020H

'此前或者此后的程序代碼中， 只要遇到 BeijiaShu 就可以用數(shù)字 020H取代

'盡管BeijiaShu也可以寫在一行的最左頂格，但是別用冒號，它不是程序標號

有了上述的語句，下列語句

MOVLW 123H

MOVWF 020H

就完全可以寫成

MOVLW 123H

MOVWF BeijiaShu

程序中下列兩組語句是等價的，相同的意義。這樣，所有的通用寄存器都可以有自己的名號可以使用了。

新語句中的 EQU 不屬于35條指令里面的，因為它在單片機運行的時候，不能被執(zhí)行，也不會占用單片機里的程序存儲空間。

僅僅是為了方便我們?nèi)祟愰喿x、編寫源程序程序而起的代號，事實上，有了EQU指令，家用電腦在把我們編寫的源程序“翻譯”成單片機能夠執(zhí)行的機器碼的時候，還徒然增加了編譯的工作量，不利于提高編譯速度。

因此，它也不是十分必須的語句，你如果記憶力好，對每個通用寄存器的地址你自己設計成什么用途了，都能夠記住，完全可以不必多此一舉的使用什么符號常數(shù)。話又說回來，誰有那么多多余的精力去記憶枯燥的地址數(shù)據(jù)呢。

象這樣不能被單片機執(zhí)行，僅僅能幫助我們編寫閱讀源程序方便、或者僅僅有助于輔助家用電腦編譯源程序而設立的指令，叫做單片機的“偽指令”

從理論上來說，幾乎所有偽指令都不是必須的，都是可有可無的，都能夠用我們的35條指令就可以完成任務的。只是，那樣的話我們的35條使用起來比較麻煩和不太方便甚至還需要增加額外的計算我們的程序所存在的地址等等工作量。

有了這些個偽指令，我們編寫程序就會省卻許多的麻煩，例如：

此前的例子中用到了許多行 NOP空操作指令，假如某段代碼需要連續(xù)500行NOP語句，即便拷貝也是個大麻煩，

那么有一款或者兩款偽指令，只需要說明你的行編輯重復次數(shù)以及行編輯重復的代碼是NOP 就足夠了，

編輯上看上去也就是幾行的樣子，實際家用電腦在編譯生成單片機的實際執(zhí)行碼的時候，會自動添加500行NOP指令，單片機里面的程序存儲空間，也是相應的增加等量500行代碼的空間，那是一點也不能節(jié)約出來的。

一句話：偽指令和我們此前講的 單引號 ’ 后面的程序注釋類似，共同點是都不被單片機執(zhí)行，也不會占用單片機內(nèi)部的程序存儲資源，都是幫助人們閱讀和編寫的方便。不同點是：偽指令要干預家用電腦對源程序的編譯，而單引號則不會。

由此看，初學入門不宜在偽指令上徘徊，老手則是善于運用偽指令圖個編程快捷簡便。

下面我們編寫我們的中斷例子，并且作為文本文件來處理看待。匯編語言主程序文件的擴展名稱，是匯編系統(tǒng)已經(jīng)規(guī)定好了的，必須使用 *.ASM

例如：可以為： Shan_LED.ASM

用記事本新建一個文件，文件名稱請使用例子 Shan_LED.ASM 文件內(nèi)容如下

BeijiaShu EQU 020H '被加數(shù)

JiaShu EQU 021H '加數(shù)

HE1 EQU 022H '第一算式的和

HE2 EQU 023H '第二算式的和

盡管如此，初學者，有四個偽指令需要認識，一個是EQU 已經(jīng)認識過了。如果需要的 EQU 的行很多，例如我們的主程序中要用到 被加數(shù)、加數(shù)、計算結果的和 以及第一個算式的計算結果寄存 以及第二個算式的計算結果暫存：

那么，下一步，就是要核計整個程序的結構，如果從程序的用途屬性，程序存儲區(qū)域等角度來看，存儲來區(qū)分一個典型的程序結構例子要包含主程序，子程序，中斷子程序，和偽指令說明程序。

以往教材，在教導程序結構的時候不是這么分類，而是大談特談什么循環(huán)結構，分支結構，遞歸結構，函數(shù)調(diào)用等等，先把學生搞暈再說，我認為那些屬于程序技巧，是用，是末，理應排在以后的技巧升級后去研究。按照上述分類才是程序之本體，是入門的必然門徑。

有四個偽指令需要認識的，我們已經(jīng)學會一個 EQU,另外3個隨著我們講解這個中斷例子添加。再看看 ORG 偽指令

ORG 00H '這是個偽指令，強調(diào)以下的源程序代碼在存儲到單片機的時候，

'被存儲在單片機程序存儲器的 00H位置，也就是開始的位置

NOP '這個才是真實的第一條可執(zhí)行單片機指令，它被存儲在程序存儲器的 0000H位置

NOP '該指令沒有用ORG指令規(guī)定位置，只好按照默認的順序 被存儲在 0001H

GOTO MAIN '順序存儲位置 002H 無條件挑轉到標號 MAIN的地方。

'0003H這個地方?jīng)]有任何語句，是個空洞，不被執(zhí)行

'空洞在家用電腦編譯器編譯的時候，實際上也會被給出一個特定的數(shù)據(jù)存儲到0003H

'這個特定數(shù)據(jù)是什么是無所謂的，不同廠家的編譯器會給不同的特定數(shù)

'特定數(shù)例如：NOP MOVLW等一般為可執(zhí)行數(shù)據(jù)，以免萬一單片機誤入空洞，也能工作，不出錯

ORG 04H

GOTO INTSRV '由于上鄰的ORG 04H的存在，該句會被存儲到程序空間 0004H , 無條件轉向標號 INTSRV

NOP '按照默認順序編譯存儲到 0005H

NOP '按照默認順序編譯存儲 直到遇到下一個ORG命令，才會打破順序

學會ORG命令以后，就可以把整個源程序安排到單片機的程序存儲器位置上，我們習慣叫做程序存儲器地址。PIC12F509的片內(nèi)程序存儲器只有1024個單元行，地址從 0000H ---- 03FF H 而PIC16C74的片內(nèi)程序存儲器有4096個單元行。

整個程序存儲器 有幾個位置(地址)需要特別介紹，那就是復位地址0000H 和 中斷入口地址 0004H。

0000H是 PIC單片機程序存儲器的第一行，通電后首先執(zhí)行這一行的指令。等于是單片機工作的開始位置。

通電后后也許需要單片機多次重新開始工作，例如一臺電子稱通電以后，可能需要稱若干次物品的重量，那么，每換一次物品，單片機就需要重新回到 0000 H這個指令上來，開始新一輪的測量。只要單片機的指令，回到了 0000 H, 我們就成為單片機復位。

中斷入口地址是怎么回事情呢?

原來啊，我們的主程序和調(diào)用的子程序已經(jīng)很完美了，如果小孩子不敲門，或者在本例子里 那個鍵盤永遠也不按下的話，是不會發(fā)生中斷的，我們的程序也就不會跳出我們事先設計的主程序和子程序那些事情。

可是，一旦發(fā)生了按鍵事件，此時程序會暫時記住當前位置，轉而去進行中斷服務，去哪里服務呢?就是強行把程序指向 0004H 這個特殊地址，然后從0004 H開始進行中斷的服務處理，因此我們設計的中斷撒鹽 或者開關LED燈的一些程序，就必須從0004H這個位置開始。因此 0004H就叫做中斷入口 或者叫中斷入口地址。

不同型號的單片機中斷入口地址不一定都是 0004H, 就我們的例子PIC16C74是這樣的，并且就這一個入口，因此中斷程序較簡單，而別的型號則不一定，需要查手冊，如 PIC18F452就有兩個中斷入口，地址0008 H 以及 0018H