PIC單片機(jī)實(shí)用教程基礎(chǔ)篇+提高篇
PIC單片機(jī)（Peripheral Interface Controller）是一種用來開發(fā)的去控制外圍設(shè)備的集成電路（IC）。一種具有分散作用（多任務(wù)）功能的CPU。與人類相比，大腦就是CPU，PIC 共享的部分相當(dāng)于人的神經(jīng)系統(tǒng)。 PIC 單片機(jī)是一個(gè)小的計(jì)算機(jī) PIC單片機(jī)有計(jì)算功能和記憶內(nèi)存像CPU并由軟件控制允行。然而，處理能力—存儲(chǔ)器容量卻很有限，這取決于PIC的類型。但是它們的最高操作頻率大約都在20MHz左右，存儲(chǔ)器容量用做寫程序的大約1K—4K字節(jié)。 時(shí)鐘頻率與掃描程序的時(shí)間和執(zhí)行程序指令的時(shí)間有關(guān)系。但不能僅以時(shí)鐘頻率來判斷程序處理能力，它還隨處理裝置的體系結(jié)構(gòu)改變（1*）。如果是同樣的體系結(jié)構(gòu)，時(shí)鐘頻率較高的處理能力會(huì)較強(qiáng)。 這里用字來解釋程序容量。用一個(gè)指令（2*）表示一個(gè)字。通常用字節(jié)（3*）來表示存儲(chǔ)器（4*）容量。一個(gè)字節(jié)有8位，每位由1或0組成。PIC16F84A單片機(jī) 的指令由14位構(gòu)成。當(dāng)把1K個(gè)子轉(zhuǎn)換成位為：1 x 1,024 x 14 = 14,336位。再轉(zhuǎn)換為字節(jié)為：14,336/(8 x 1,024) = 1.75K。在計(jì)算存儲(chǔ)器的容量時(shí)，我們規(guī)定 1G 字節(jié) = 1,024M 字節(jié), 1M 字節(jié) = 1,024K 字節(jié), 1K 字節(jié)= 1,024 字節(jié). 它們不是以1000為倍數(shù)，因?yàn)檫@是用二進(jìn)制計(jì)算的緣故。 1*計(jì)算機(jī)的物理結(jié)構(gòu),包括組織結(jié)構(gòu)、容量、該計(jì)算機(jī)的CPU、存儲(chǔ)器以及輸入輸出設(shè)備間的互連。經(jīng)常特指CPU的組織結(jié)構(gòu),包括它的寄存器、標(biāo)志、總線、算術(shù)邏輯部件、指令譯碼與執(zhí)行機(jī)制以及定時(shí)和控制部件。 2*指出某種操作并標(biāo)識(shí)其操作數(shù)(如果有操作數(shù)的話)的一種語言構(gòu)造 3*作為一個(gè)單位來操作(運(yùn)算)的一個(gè)二進(jìn)制字符串,通常比計(jì)算機(jī)的一個(gè)字短。 4*處理機(jī)內(nèi)的所有可尋址存儲(chǔ)空間以及用于執(zhí)行指令的其它內(nèi)存儲(chǔ)器。 在計(jì)算存儲(chǔ)器的容量時(shí)，我們規(guī)定 1G 字節(jié) = 1,024M 字節(jié), 1M 字節(jié) = 1,024K 字節(jié), 1K 字節(jié)= 1,024 字節(jié). 它們不是以1000為倍數(shù)，因?yàn)檫@是用二進(jìn)制計(jì)算的緣故。 用PIC單片機(jī)使電路做的很小巧變得可能。 因?yàn)镻IC單片機(jī)可以把計(jì)算部分、內(nèi)存、輸入和輸出等都做在一個(gè)芯片內(nèi)。所以她工作起來效率很高、功能也自由定義還可以靈活的適應(yīng)不同的控制要求，而不必去更換不同的IC。這樣電路才有可能做的很小巧。
標(biāo)簽：
PIC
單片機(jī)
實(shí)用教程
上傳時(shí)間：
2013-10-15
上傳用戶：sxdtlqqjl
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單片機(jī)第八課（尋址方式與指令系統(tǒng)）
通過前面的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)了解了單片機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，并且也已經(jīng)知道，要控制單片機(jī)，讓它為我們干學(xué)，要用指令，我們已學(xué)了幾條指令，但很零散，從現(xiàn)在開始，我們將要系統(tǒng)地學(xué)習(xí)8051的指令部份。
一、概述
1、指令的格式
我們已知，要讓計(jì)算機(jī)做事，就得給計(jì)算機(jī)以指令，并且我們已知，計(jì)算機(jī)很“笨”，只能懂得數(shù)字，如前面我們寫進(jìn)機(jī)器的75H，90H，00H等等，所以指令的第一種格式就是機(jī)器碼格式，也說是數(shù)字的形式。但這種形式實(shí)在是為難我們?nèi)肆耍y記了，于是有另一種格式，助記符格式，如MOV P1，#0FFH，這樣就好記了。 這兩種格式之間的關(guān)系呢，我們不難理解，本質(zhì)上它們完全等價(jià)，只是形式不一樣而已。
2、匯編
我們寫指令使用匯編格式，而計(jì)算機(jī)只懂機(jī)器碼格式，所以要將我們寫的匯編格式的指令轉(zhuǎn)換為機(jī)器碼格式，這種轉(zhuǎn)換有兩種方法：手工匯編和機(jī)器匯編。手工匯編實(shí)際上就是查表，因?yàn)檫@兩種格式純粹是格式不同，所以是一一對(duì)應(yīng)的，查一張表格就行了。不過手工查表總是嫌麻煩，所以就有了計(jì)算機(jī)軟件，用計(jì)算機(jī)軟件來替代手工查表，這就是機(jī)器匯編。
二、尋址
讓我們先來復(fù)習(xí)一下我們學(xué)過的一些指令：MOV P1，#0FFH，MOV R7，#0FFH這些指令都是將一些數(shù)據(jù)送到相應(yīng)的位置中去，為什么要送數(shù)據(jù)呢？第一個(gè)因?yàn)樗腿氲臄?shù)可以讓燈全滅掉，第二個(gè)是為了要實(shí)現(xiàn)延時(shí)，從這里我們可以看出來，在用單片機(jī)的編程語言編程時(shí)，經(jīng)常要用到數(shù)據(jù)的傳遞，事實(shí)上數(shù)據(jù)傳遞是單片機(jī)編程時(shí)的一項(xiàng)重要工作，一共有28條指令（單片機(jī)共111條指令）。下面我們就從數(shù)據(jù)傳遞類指令開始吧。
分析一下MOV P1，#0FFH這條指令，我們不難得出結(jié)論，第一個(gè)詞MOV是命令動(dòng)詞，也就是決定做什么事情的，MOV是MOVE少寫了一個(gè)E，所以就是“傳遞”，這就是指令，規(guī)定做什么事情，后面還有一些參數(shù)，分析一下，數(shù)據(jù)傳遞必須要有一個(gè)“源”也就是你要送什么數(shù)，必須要有一個(gè)“目的”，也就是你這個(gè)數(shù)要送到什么地方去，顯然在上面那條指令中，要送的數(shù)（源）就是0FFH，而要送達(dá)的地方（目的地）就是P1這個(gè)寄存器。在數(shù)據(jù)傳遞類指令中，均將目的地寫在指令的后面，而將源寫在最后。
這條指令中，送給P1是這個(gè)數(shù)本身，換言之，做完這條指令后，我們可以明確地知道，P1中的值是0FFH，但是并不是任何時(shí)候都可以直接給出數(shù)本身的。例如，在我們前面給出的延時(shí)程序例是這樣寫的：
MAIN： SETB P1.0 ；（１）
LCALL DELAY ；（２）
CLR P1.0 ；（３）
LCALL DELAY ；（４）
AJMP MAIN ；（５）
；以下子程序
DELAY： MOV R7，#250 ；（６）
D1： MOV R6，#250 ；（７）
D2： DJNZ R6，D2 ；（８）
DJNZ R7，D1 ；（９）
RET ；（１０）
END ；（１１）
表1
MAIN： SETB P1.0 ；（１）
MOV 30H，#255
LCALL DELAY ；
CLR P1.0 ；（３）
MOV 30H,#200
LCALL DELAY ；（４）
AJMP MAIN ；（５）
；以下子程序
DELAY： MOV R7，30H ；（６）
D1： MOV R6，#250 ；（７）
D2： DJNZ R6，D2 ；（８）
DJNZ R7，D1 ；（９）
RET ；（１０）
END ；（１１）
表2
這樣一來，我每次調(diào)用延時(shí)程序延時(shí)的時(shí)間都是相同的（大致都是0.13S)，如果我提出這樣的要求：燈亮后延時(shí)時(shí)間為0.13S燈滅，燈滅后延時(shí)0.1秒燈亮，如此循環(huán)，這樣的程序還能滿足要求嗎？不能，怎么辦？我們可以把延時(shí)程序改成這樣(見表2)：調(diào)用則見表2中的主程，也就是先把一個(gè)數(shù)送入30H，在子程序中R7中的值并不固定，而是根據(jù)30H單元中傳過來的數(shù)確定。這樣就可以滿足要求。
從這里我們可以得出結(jié)論，在數(shù)據(jù)傳遞中要找到被傳遞的數(shù)，很多時(shí)候，這個(gè)數(shù)并不能直接給出，需要變化，這就引出了一個(gè)概念：如何尋找操作數(shù)，我們把尋找操作數(shù)所在單元的地址稱之為尋址。在這里我們直接使用數(shù)所在單元的地址找到了操作數(shù)，所以稱這種方法為直接尋址。除了這種方法之外，還有一種，如果我們把數(shù)放在工作寄存器中，從工作寄存器中尋找數(shù)據(jù)，則稱之為寄存器尋址。例：MOV A，R0就是將R0工作寄存器中的數(shù)據(jù)送到累加器A中去。提一個(gè)問題：我們知道，工作寄存器就是內(nèi)存單元的一部份，如果我們選擇工作寄存器組0，則R0就是RAM的00H單元，那么這樣一來，MOV A，00H，和MOV A，R0不就沒什么區(qū)別了嗎？為什么要加以區(qū)分呢？的確，這兩條指令執(zhí)行的結(jié)果是完全相同的，都是將00H單元中的內(nèi)容送到A中去，但是執(zhí)行的過程不同，執(zhí)行第一條指令需要2個(gè)周期，而第二條則只需要1個(gè)周期，第一條指令變成最終的目標(biāo)碼要兩個(gè)字節(jié)（E5H 00H），而第二條則只要一個(gè)字節(jié)（E8h）就可以了。
這么斤斤計(jì)較！不就差了一個(gè)周期嗎，如果是12M的晶振的話，也就1個(gè)微秒時(shí)間了，一個(gè)字節(jié)又能有多少？
不對(duì)，如果這條指令只執(zhí)行一次，也許無所謂，但一條指令如果執(zhí)行上1000次，就是1毫秒，如果要執(zhí)行1000000萬次，就是1S的誤差，這就很可觀了，單片機(jī)做的是實(shí)時(shí)控制的事，所以必須如此“斤斤計(jì)較”。字節(jié)數(shù)同樣如此。
再來提一個(gè)問題，現(xiàn)在我們已知，尋找操作數(shù)可以通過直接給的方式（立即尋址）和直接給出數(shù)所在單元地址的方式（直接尋址），這就夠了嗎？
看這個(gè)問題，要求從30H單元開始，取20個(gè)數(shù)，分別送入A累加器。
就我們目前掌握的辦法而言，要從30H單元取數(shù)，就用MOV A，30H，那么下一個(gè)數(shù)呢？是31H單元的，怎么取呢？還是只能用MOV A，31H，那么20個(gè)數(shù)，不是得20條指令才能寫完嗎？這里只有20個(gè)數(shù)，如果要送200個(gè)或2000個(gè)數(shù)，那豈不要寫上200條或2000條命令?這未免太笨了吧。為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的狀況？是因?yàn)槲覀冎粫?huì)把地址寫在指令中，所以就沒辦法了，如果我們不是把地址直接寫在指令中，而是把地址放在另外一個(gè)寄存器單元中，根據(jù)這個(gè)寄存器單元中的數(shù)值決定該到哪個(gè)單元中取數(shù)據(jù)，比如，當(dāng)前這個(gè)寄存器中的值是30H，那么就到30H單元中去取，如果是31H就到31H單元中去取，就可以解決這個(gè)問題了。怎么個(gè)解決法呢？既然是看的寄存器中的值，那么我們就可以通過一定的方法讓這里面的值發(fā)生變化，比如取完一個(gè)數(shù)后，將這個(gè)寄存器單元中的值加1，還是執(zhí)行同一條指令，可是取數(shù)的對(duì)象卻不一樣了，不是嗎。通過例子來說明吧。
MOV R7，#20
MOV R0，#30H
LOOP：MOV A，@R0
INC R0
DJNZ R7,LOOP
這個(gè)例子中大部份指令我們是能看懂的，第一句，是將立即數(shù)20送到R7中，執(zhí)行完后R7中的值應(yīng)當(dāng)是20。第二句是將立即數(shù)30H送入R0工作寄存器中，所以執(zhí)行完后，R0單元中的值是30H，第三句，這是看一下R0單元中是什么值，把這個(gè)值作為地址，取這個(gè)地址單元的內(nèi)容送入A中，此時(shí)，執(zhí)行這條指令的結(jié)果就相當(dāng)于MOV A，30H。第四句，沒學(xué)過，就是把R0中的值加1，因此執(zhí)行完后，R0中的值就是31H，第五句，學(xué)過，將R7中的值減1，看是否等于0，不等于0，則轉(zhuǎn)到標(biāo)號(hào)LOOP處繼續(xù)執(zhí)行，因此，執(zhí)行完這句后，將轉(zhuǎn)去執(zhí)行MOV A，@R0這句話，此時(shí)相當(dāng)于執(zhí)行了MOV A，31H（因?yàn)榇藭r(shí)的R0中的值已是31H了），如此，直到R7中的值逐次相減等于0，也就是循環(huán)20次為止，就實(shí)現(xiàn)了我們的要求：從30H單元開始將20個(gè)數(shù)據(jù)送入A中。
這也是一種尋找數(shù)據(jù)的方法，由于數(shù)據(jù)是間接地被找到的，所以就稱之為間址尋址。注意，在間址尋址中，只能用R0或R1存放等尋找的數(shù)據(jù)。
二、指令
數(shù)據(jù)傳遞類指令
1） 以累加器為目的操作數(shù)的指令
MOV A，Rn
MOV A，direct
MOV A，@Ri
MOV A，#data
第一條指令中，Rn代表的是R0-R7。第二條指令中，direct就是指的直接地址，而第三條指令中，就是我們剛才講過的。第四條指令是將立即數(shù)data送到A中。
下面我們通過一些例子加以說明：
MOV A，R1 ；將工作寄存器R1中的值送入A，R1中的值保持不變。
MOV A,30H ；將內(nèi)存30H單元中的值送入A，30H單元中的值保持不變。
MOV A,@R1 ；先看R1中是什么值，把這個(gè)值作為地址，并將這個(gè)地址單元中的值送入A中。如執(zhí)行命令前R1中的值為20H，則是將20H單元中的值送入A中。
MOV A,#34H ；將立即數(shù)34H送入A中，執(zhí)行完本條指令后，A中的值是34H。
2）以寄存器Rn為目的操作的指令
MOV Rn,A
MOV Rn,direct
MOV Rn,#data
這組指令功能是把源地址單元中的內(nèi)容送入工作寄存器，源操作數(shù)不變。
標(biāo)簽：
單片機(jī)
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