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PIC16F877A的指令集与编程
1.指令集概述
PIC16F877A是一款8位微控制器,其指令集是基于RISC(精简指令集计算机)架构设计的。RISC架构的特点是指令数量较少,每条指令的执行周期固定,这使得程序执行速度更快,同时也简化了硬件设计。PIC16F877A的指令集包括35条指令,每条指令都是单字节或双字节的,这使得程序更加紧凑高效。
2.指令格式
PIC16F877A的指令格式分为单字节指令和双字节指令两种。单字节指令只包含操作码,而双字节指令除了操作码外,还包含一个操作数。指令的格式如下:
单字节指令:OPCODE
双字节指令:OPCODEOPERAND
其中,OPCODE是操作码,OPERAND是操作数。操作数可以是寄存器地址、立即数或位地址等。
3.寄存器与地址空间
PIC16F877A的寄存器分为文件寄存器(FileRegisters)和特殊功能寄存器(SpecialFunctionRegisters,SFRs)。文件寄存器用于存储用户数据,而SFRs用于控制微控制器的各种功能,如定时器、中断、端口等。
文件寄存器:从0x00到0x7F的地址范围,共128个寄存器。
特殊功能寄存器:从0x80到0xFF的地址范围,包含控制寄存器和状态寄存器。
4.常用指令
4.1数据传输指令
数据传输指令用于在寄存器之间、寄存器与程序计数器之间以及寄存器与立即数之间进行数据的移动。
MOVF:移动文件寄存器中的内容。
;将文件寄存器FILREG1的内容加载到工作寄存器WREG
MOVFFILREG1,W
;将工作寄存器WREG的内容存储到文件寄存器FILREG2
MOVFWREG,FILREG2
MOVLW:移动立即数到工作寄存器WREG。
;将立即数0x12移动到工作寄存器WREG
MOVLW0x12
MOVWF:将工作寄存器WREG的内容存储到文件寄存器。
;将工作寄存器WREG的内容存储到文件寄存器FILREG1
MOVWFFILREG1
4.2算术逻辑指令
算术逻辑指令用于执行基本的算术和逻辑运算。
ADDWF:将文件寄存器中的内容与工作寄存器WREG中的内容相加。
;将文件寄存器FILREG1中的内容与WREG中的内容相加,结果存储在FILREG1
ADDWFFILREG1,F
SUBWF:从文件寄存器中的内容减去工作寄存器WREG中的内容。
;从文件寄存器FILREG1中的内容减去WREG中的内容,结果存储在FILREG1
SUBWFFILREG1,F
ANDWF:将文件寄存器中的内容与工作寄存器WREG中的内容按位与。
;将文件寄存器FILREG1中的内容与WREG中的内容按位与,结果存储在FILREG1
ANDWFFILREG1,F
4.3位操作指令
位操作指令用于对单个位进行操作,如设置、清除、测试等。
BSF:设置文件寄存器中的某个位。
;设置文件寄存器FILREG1的第1位
BSFFILREG1,1
BCF:清除文件寄存器中的某个位。
;清除文件寄存器FILREG1的第1位
BCFFILREG1,1
BTFSS:测试文件寄存器中的某个位,如果位为1则跳过下一条指令。
;测试文件寄存器FILREG1的第1位,如果位为1则跳过下一条指令
BTFSSFILREG1,1
GOTOLABEL1
4.4控制指令
控制指令用于控制程序的流程,如跳转、调用子程序等。
GOTO:无条件跳转到指定的地址。
;无条件跳转到地址0x100
GOTO0x100
CALL:调用子程序。
;调用地址为0x200的子程序
CALL0x200
RETURN:从子程序返回。
;从子程序返回
RETURN
5.指令执行周期
PIC16F877A的每条指令执行时间是固定的,通常为4个振荡周期。这种固定的执行周期使得程序的时序控制更加简单。以下是一些常见指令的执行周期:
MOVF、MOVLW、MOVWF:1个机器周期
ADDWF、SUBWF、ANDWF:1个机器周期
BSF、BCF、BTFSS:1个机器周期
GOTO、CALL、RETURN:2个机器周期
6.汇编语言编程
6.1汇编语言基础
汇编语言是一种低级语言,直接对应于微控制器的机器语言。编写PIC16F877A的汇编程序时,需要使用汇编器(如MPASM)将汇编代码转换为机器码。汇编语言程序通常包含以下部分:
指令:微控制器执行的具体操作。
标签:用于标记程序中的特定位置,方便跳转。
伪指令:用于控制汇编器的行为,如设置数据段、定义常量等。
6.2汇编程序示例
以下是一个简单的汇编程序示例,