1、熟练掌握PIC单片机指令的使用方法
2、掌握时钟周期和指令周期的联系
3、掌握常用程序结构和子程序的编写方法
各大类单片机的指令系统是没有通用性的，它是由单片机生产厂家规定的，所以用户必须遵循厂家规定的标准，才能达到应用单片机的目的。 PIC 8位单片机共有三个级别，有相对应的指令集。基本级PIC系列芯片共有指令33条，每条指令是12位字长；中级PIC系列芯片共有指令35条，每条指令是14位字长；高级PIC系列芯片共有指令58条，每条指令是16位字长。其指令向下兼容，我们这里介绍PIC 8位单片机中级汇编语言指令的组成及指令中符号的功能，以供大家快速入门。
一、PIC汇编语言指令格式PIC系列微控制器汇编语言指令与MCS－51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1，操作数2；注释
指令格式说明如下：
指令的4个部分之间由空格作隔离符，空格可以是1格或多格，以保证交叉汇编时，PC机能识别指令。
1标号 与MCS－51系列单片机功能相同，标号代表指令的符号地址。在程序汇编时，已赋以指令存储器地址的具体数值。汇编语言中采用符号地址(即标号)是便于查看、修改，尤其是便于指令转移地址的表示。标号是指令格式中的可选项，只有在被其它语句引用时才需派上标号。在无标号的情况下，指令助记符前面必须保留一个或一个以上的空格再写指令助记符。指令助记符不能占用标号的位置，否则该助记符会被汇编程序作标号误处理。书写标号时，规定第一字符必须是字母或半角下划线“—”，它后面可以跟英文和数字字符、冒号(：)制符表等，并可任意组合。再有标号不能用操作码助记符和寄存器的代号表示。标号也可以单独占一行。
2操作码助记符 该字段是指令的必选项。该项可以是指令助记符，也可以由伪指令及宏命令组成，其作用是在交叉汇编时，“指令操作码助记符”与“操作码表”进行逐一比较，找出其相应的机器码一一代之。
3操作数 由操作数的数据值或以符号表示的数据或地址值组成。若操作数有两个，则两个操作数之间用逗号(，)分开。当操作数是常数时，常数可以是二进制、八进制、十进制或十六进制数。还可以是被定义过的标号、字符串和ASCⅡ码等。具体表示时，规定在二进制数前冠以字母“B”，例如B10011100；八进制数前冠以字母“O”，例如O257；十进制数前冠以字母“D”，例如D122；十六进制数前冠以“H”，例如H2F。在这里PIC 8位单片机默认进制是十六进制，在十六进制数之前加上Ox，如H2F可以写成Ox2F。指令的操作数项也是可选项。
PIC系列与MCS－51系列8位单片机一样，存在寻址方法，即操作数的来源或去向问题。因PIC系列微控制器采用了精简指令集(RISC)结构体系，其寻址方式和指令都既少而又简单。其寻址方式根据操作数来源的不同，可分为立即数寻址、直接寻址、寄存器间接寻址和位寻址四种。所以PIC系列单片机指令中的操作数常常出现有关寄存器符号。有关的寻址实例，均可在本文的后面找到。4注释 用来对程序作些说明，便于人们阅读程序。注释开始之前用分号(;)与其它部分相隔。当汇编程序检测到分号时，其后面的字符不再处理。值得注意：在用到子程序时应说明程序的入口条件、出口条件以及该程序应完成的功能和作用。PIC单片机指令集列表：
二、清零指令(共4条)1寄存器清零指令实例：CLRW；寄存器W被清零说明：该条指令很简单，其中W为PIC单片机的工作寄存器，相当于MCS－51系列单片机中的累加器A，CLR是英语Clear的缩写字母。
2看门狗定时器清零指令。实例：CLRWDT；看门狗定时器清零(若已赋值，同时清预分频器)说明：WDT是英语Watchdog Timer的缩写字母。CLR见上述说明。注意该两条指令无操作数。
3寄存器f清零指令。指令格式：CLRF f实例：CLRF TMRO；对TMRO清零说明：在PIC系列8位单片机中，常用符号F(或f)代表片内的各种寄程器和F的序号地址。F取值按PIC系列不同型号而不同，一般为Ox00～Ox1F/7F/FF。TMRO代表定时器/计数器TMRO，所以CLRF对寄程器清零，采用了直接寻址方式直接给出要访问的寄存器TMRO。
4位清零指令。指令格式 BCF f，b实例：BCF REG1，2；把寄存器REG1的D2位清零说明：BCF是英语Bit Clear F的缩写。指令格式中的F，同上说明；符号b是表示PIC片内某个8位数据寄存器F的位号(或位地址)，所以b的取值为0～7或D0～D7。实例中REG是Register的缩写。实例中的2代表指令格式中的b=2即寄存器REG1的D2位。通过上述四条清零指令格式和实例，可以说明，学习PIC系列8位单片机的指令时应首先了解指令的助记符意义(功能)，再有就是它的表达方式。初学者没有必要死记指令，重要是理解和实践。
三、面向字节、常数与控制操作的指令
1传送立即数至工作寄存器W指令 指令格式：MOVLW k；k表示常数、立即数和标号 说明：MOVLW是Move Literal to w的缩写 实例：MOVL 0x1E；常数30送W
2I/O口控制寄存器TRIS设置指令 指令格式；TRIS f 说明；TRIS f是Load TRIS Register的缩写。其功能是把工作寄存器W的内容送入I/O口控制寄存器f。当W=0时，置对应I/O口为输出；W=1，置I/O口为输入。
实例：
MOVLW 0x00 ；把00H送入W TRIS RA ；置PIC RA口为输出 MOVLW 0xFF ；把FFH送入W TRIS RB ；置PIC RB口为输入
说明：这是PIC汇编语言中常用的几条指令，即设置某个I/O口(这里是RA口和RB口)为输入或输出的语句。可见，识读指令时，一应充分理解语句格式的功能，二应前后联系阅读。
3W寄存器内容送寄存器f(W内容保持不变)指令 指令格式：MOVWF f 说明：MOVWF是Move W to f的缩写 实例：MOVLW 0x0B；送0BH送W MOVWF 6 ；送W内容到RB口 说明：第一条指令0x0B(常数11)送工作寄存器W，第二条指令，把W内容常数11送到寄存器F6中，查表F6即为RB口，所以PORT_B(B口)=0BH=D11
4寄存器f传送指令 指令格式：MOVF f，d 说明：MOVF是Move f的缩写。F代表PIC中的某个寄存器。指令中的d规定：d=0时，f内容送W；d=1时，f内容送寄存器。 实例： MOVF 6，0 ；RB口内容送W MOVWF 8 ；RB口内容送f8 说明：第一条指令中的6代表寄存器f=6，查寄存器表f=6为RB口；0代表d=0，代表选择的目标为寄存器W。第二条指令中的8代表寄存器f=8。所以两条指令结果是把RB口的内容送f8。至于f8内容是多少 还应在汇编语言开始时附加指令，这里从略。
5空操作指令 指令格式：NOP 说明：NOP是英语No Operation的缩写。NOP无操作数，所以称为空操作。执行NOP指令只使程序计数器PC加1，所以占用一个机器周期。 实例： MOVLW 0xOF ；送OFH到W MOVWF PORT_B ；W内容写入B口 NOP ；空操作 MOVF PORT_B，W ；读操作 说明：该三条指令是一种对I/O口的B口连续操作的实例，其目的达到写入B口的内容要读出时，应保证写、读之间有个稳定时间，因此加入了空操作指令NOP。
6无条件跳转指令 指令格式：GOTO k 说明：执行该条指令时，将指令转移到指定的地址(跳转)。指令中的k，常与程序中的标号联系起来。 实例：见第9条指令
7寄存器内容减1，结果为零的间跳指令 指令格式：DECFSZ f，d 说明：DECFSZ是英语Decrement f，Skip of not 0的缩写。符号f，d代表的意义，前述已作说明。该条指令是指寄存器的内容减1存入W(d=0)或f(d=1)中。若指令执行结果减1不为零，指令顺序执行；为零时，就间跳下一条指令后再执行(等效顺序执行一条空指令NOP)，实际指令中，当d=1时，该项常被略去。
8寄存器内容加1，结果为零间跳指令 指令格式：INCFSZ f，d 说明：INCFSZ是英语Increment f，Skip of 0的缩写。该条指令与上一条(7)指令差别仅在于“1”上，即执行这条指令时，寄存器f内容加1，若结果不为零，则指令顺序执行；为零则指令间跳执行。执行这条指令的其它逻辑关系与上条相同。
9子程序返回指令 指令格式：RETLW k 说明：RETLW是Return Literal to W的缩写。该指令代表子程序返回，返回前先把8位立即数送W。 实例：PIC某个汇编语言的延时子程序(摘要)： (1)DBELY MOVLW 0xC5 ；送延时常数0C5H入W (2) MOVWF COUNT2；0C5H送入计数器2 (3) CLRF COUNT1；对计数器1清零 (4)LOOP INCFSZ COUNT1；计数器1加1计数器1加1结果不为零，跳转循环 (5) GOTO LOOP ； (6) DECTSZ CPUNT2 ；计数2减1计数器2减1 结果不为零，跳转循环重 复执行第4条指令 (7) GOTO LOOP ； (8) RETLW 0 ；子程序执行结束返回 说明：程序中的注释已分别对每条指令的功能作了说明，补充说明1当执行第(4)条加1指令结果为零时，就间跳转到执行第(6)条指令。2当执行第(6)条减1指令结果为零时，就间跳转到第(8)条子程序返回，整个延时指令才算完成。3计数器1或2代表PIC中某个寄存器，该寄存器由程序开始的伪指令赋值决定(关于伪指令今后将作专门介绍)。
10寄程器半字节交换指令 指令格式：SWAPF f，d 说明：SWAPF是Swap f的合写。符号f、d的意义与前述的相同。该条指令的功能是寄存器f的高4位与低4位交换，即指令执行前，若寄存器f的8位状态为D7、D6、D5、D4、D3、D2、D1、D0，执行后的8位状态变为D3、D2、D1、D0、D7、D6、D5、D4，其结果存入W(d=0)或f(d=1)中。 实例：中断现场保护是中断技术中重要部分。由于PIC16C××指令系统中没有进栈PUSH和出栈POP指令，所以只能用其它指令来实现。因为在主程序中常常用到工作寄存器W和状态寄存器STATUS，所以中断现场保护常要保护寄存器W和STATUS。 下面是对PIC16F877系列芯片中断现场保护的实例程序。MOVWF W_TEMP ；将W内容存入到临时寄存器 W_TEMP中SWAPF STATUS，W ；交换STATUS与W内容MOVWF STATUS_TEMP；将STATUS的内容存入到临时寄存器STATUS_TEMP中;中断服务程序SWAPF STATUS_TEMP，W；交换STATUS_TEMP与W的内容MOVWF STATUS ；STATUS复原成原来的状态SWAPF W_TEMP，F ；交换内容SWAPF W_TEMP，W ；W复原成原来的状态 说明：上述程序中各条指令的注释基本上都是以程序应达到的目的而注释的，对每条指令的功能几乎未涉及。这是初学者应特别注意的。
11子程序调用指令(Subroutine Call) 指令格式：CALL k；k为立即地址 说明：子程序调用，不同型号芯片的实现方法不尽相同，其共同点是首先将返回地址((PC)＋1)压栈保护，再转入所调用的子程序入口地址执行(与MCS－51指令功能相似)。 指令格式模式：HERE CALL DELAY；调用延时子程序 … DELAY MOVLW 0x80 ；延时子程序 RETLW 0 说明：调用指令执行前，PC=地址HERE 调用指令执行后，PC=地址DELAY(标号)，堆栈指针TOS=HERE＋1(返回地址)。 实例：见下条指令的实例
12寄存器内容取反指令 指令格式：COMF f，d 说明：COMF是Complement f的缩写。其中d=1时，操作(f)→f；d=0时，操作(f)→w。 功能：寄存器f内容取反后送入W(d=0)或f自身(d=1)。 实例： ORG 0x1FF GOTO MAIN ORG 0 DELAY … MAIN MOVLW 0 ；主程序开始 TRTS 5 ；设置RA口为输出 BCF 5，0 ；置RA口0位为0 LOOP CALL DELAY；闪动延时 COMF 5 ；RA口求反(亮—灭—亮……控制) GOTO LOOP ；循环 … 说明：上述指令是一种PIC16F877 LED发光控制实验部分程序。其中延时子程序DELY未列出，但不影响本条指令的识读。程序中的主程序开始的三条指令，均已介绍过，紧跟着的CALL指令是调用执行子程序，其入口地址为标号DELAY。子程序执行结束后，又执行COMF 5的LED发光亮—灭…亮—灭……控制指令。后面一条GOTO LOOP指令是达到LED循环点亮目的。
13面向位的操作指令(共4条，PIC高级产品多增一条) 该类指令除一条位清零外，另有一条寄存器f位b的置1指令和另外两条位跳步指令(PIC高级产品多增一条f的b位触发转换指令)。 (1)位置1指令。指令格式 BSF f，b 说明：BSF是Bit Set f的缩写。F和b的意义与前述相同，该条指令的功能是将寄存器f的b位置1。 (2)位测试、为零间跳指令。指令格式 BTFSC f，b 说明：BTFSC是Bit Test，Skip if Clear的缩写。指令功能是测试寄存器f位“b”，如为0，跳过下一条指令；为1顺序执行，即当f(b)=0时，就不执行当前指令而执行下一条指令(间跳)，即用一条空指令NOP代替它，所以该条指令占用2个指令周期。 (3)位测试、为1间跳指令。指令格式 BTFSS f，b 说明：BTFSS是Bit Test，Skip if Set的缩写。其指令的逻辑功能与上条相反，位测试f(b)=1就间跳执行，f(b)=0顺序执行。 上面介绍的PIC 8位单片机汇编语言指令仅是部分指令，此外还有循环左、右移指令；W和寄存器f相“加”、相“与”指令和进入睡眠方式等指令。鉴于时间的限制，不在这里一一介绍，今后将在程序的应用试验中再作补充说明。
汇编语言指令格式
为了快速掌握PIC单片机源程序的基本结构，这里给出一个典型的程序结构框架。建立源程序时首先用伪指令TITLE提供程序的标题，接着给出整个程序的总说明，并用列表伪指令LIST指定所用单片机型号和文件输出格式，再利用INCLUDE伪指令读入MPASM中提供的定义文件如《P16F877A.INC》，然后对片内常用资源进行定义，再给出一般程序的基本结构框架。现举例如下。 TITLE“This is……”；程序标题 ；程序说明 LIST P=16F84，F=1NHX8M ； include <p16F877.inc> _config_RC_Qsc ＆_WDT_0FF… ；资源定义和变量定义 STATUS EQU 03 FSR EQU 04 PORTA EQU 05 PORTB EQU 06 J EQU 01F K EQU 01E ；………………… ORG 0000 ； goto MAIN ；跳过中断矢量 ORG 0004 goto INTSRV；子程序入口地址 ；…………………………………… MAIN ；从0005H开始放主程序 call Initports ；端口初始化 call InitTimers；定时器初始化 … INTSRV … ；中断服务程序区 SVBRTH… ；子程序区 END ；程序结束符
以上的部分构成了一个完整的PIC汇编程序。在程序编写过程中需要注意的问题我认为有以下几点：
1、编程中首先要避免使用直接地址对寄存器操作。使用直接地址来操作寄存器会使程序的可读性大大的降低，一来容易和数据发生混淆，二来也不容易更改。以上面的程序来说吧，寄存器“COUNT”的直接地址是20H。假如调试过程中我突然发现调用到COUNT的子程序中其它的寄存器都是在BANK1的，我为了调用它需要常常切换BANK极不方便，因此要将它的地址改为90H。那么现在我只要将定义的语句改为“COUNT EQU 90H ”就可以了，假如我没有这样定义，那么我只能去程序中查找20H然后一一改为90H……
2、注意子程序标号的可读性。虽然这些标号在被编译之后是没有区别的（当然了，地址还是不一样的），只是编程人员用以识别的标记（比如：main通常被使用作为程序的主循环标号，而start则常被用做程序初始化的标号，可以说，标号的命名情况与程序的编译、运行是没有太大的影响的。假如你的main标号被改成loop，编译结果也是一样），但是它们的合理与否将会影响到程序的调试。通常来讲，标号最好是能一目了然，甚至要能概括这段程序处理的内容。比如延时程序用dealy，中断服务用intsever等等。这样一来程序的可读性高了，以后要修改调试起来也很方便。当然，在编写程序时可根据实际情况加以调整。下面是一份实际程序清单，不要求读懂，了解PIC汇编语言的书写格式和规范即可。程序要求：将数据88H写入PIC16F84单片机内部EEPROM的20H单元，而后再从20H单元将其读出。 LIST P=16F877，F=INHX8M ；…………………………… STATUS EQU 03 ；定义寄存器 EEDATA EQU 08 EEADR EQU 09 INTCON EQU 0BH EECON1 EQU 88H EECON2 EQU 89H ；………………………… RD EQU 0 ；定义位 WR EQU 1 RP0 EQU 5 GIE EQU 7 ；………………………… ORG 0 GOTO WRSTART ；…………………………… ORG 10H WRSTART ；写入操作开始 CLRW ；清W，使W=0 BCF STATUS，RP0 ；选BANK0 MOVLW 20H MOVWF EEADR ；地址→EEADR MOVLW 88H MOVWF EEDATA ；写入数据→ ；EEDATA BSF STATUS，RP0 ；选BANK1 BSF EECON1，2 ；写操作使能允许 BCF INTCON，GIE ；关闭所有的中断 MOVLW 0X55 MOVWF EECON2 ；55H→EECON2 MOVLW 0XAA MOVWF EECON2 ；AAH→EECON2 BSF EECON1，WR ；启动写操作 BSF INTCON，GIE ；恢复开中断 RDSTART ；读出操作开始 BCF STATUS，RP0 MOVLW 20H MOVWF EEADR ；地址→EEADR BSF STATUS，RP0 BSF EECON1，RD ；启动读操作 BCF STATUS，RP0 MOVF EEDATA，W ；将EEPROM ；数据读入W END
常用子程序的设计1
1) 选择结构例子：“IF……THEN……”格式的程序 下面以“IF X=Y THEN GOTO NEXT”格式为例。 MOVF X，0 ；X→W SUBWF Y，0 ；Y—W（X）→W BTFSC STATUS，Z ；X=Y 否 GOTO NEXT ；X=Y，跳到NEXT去执行。 ┋ ；X≠Y
2) 循环结构：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 LOOP ；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 3）PIC单片机延时程序 如果延时时间较短，可以让程序简单地连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。下例以F10计算，使循环重复执行100次。 MOVLW D‘100’ MOVWF 10 LOOP DECFSZ 10，1 ；F10—1→F10，结果为零则跳 GOTO LOOP ┋ 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1μS。所以单周期指令时间为1μS，双周期指令时间为2μS。在上例的LOOP循环延时时间即为：（1+2）*100+2=302（μS）。在循环中插入空操作指令即可延长延时时间： MOVLW D‘100’ MOVWF 10 LOOP NOP NOP NOP DECFSZ 10，1 GOTO LOOP ┋ 延时时间=（1+1+1+1+2）*100+2=602（μS）。 用几个循环嵌套的方式可以大大延长延时时间。下例用2个循环来做延时： MOVLW D‘100’ MOVWF 10 LOOP MOVLW D‘16’ MOVWF 11 LOOP1 DECFSZ 11，1 GOTO LOOP1 DECFSZ 10，1 GOTO LOOP ┋ 延时时间=1+1+[1+1+（1+2）*16-1+1+2]*100-1=5201（μS）
一个完成的延时程序如下：
COUNTER1 EQU 0x30COUNTER2 EQU 0x31DELAY MOVLW 100 MOVWF COUNTER1 MOVWF COUNTER2 DELAYLOOP DECFSZ COUNTER1,F GOTO DELAYLOOP DECFSZ COUNTER2,F GOTO DELAYLOOP RETURN
常用子程序的设计2
1）、PIC单片机查表程序： 查表是程序中经常用到的一种操作。下例是将十进制0～9转换成7段LED数字显示值。 设LED为共阳，则0～9数字对应的线段值如下表：
十进数 线段值 十进数 线段值 0 C0H 5 92H 1 C9H 6 82H 2 A4H 7 F8H 3 B0H 8 80H 4 99H 9 90H
PIC单片机的查表程序可以利用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。下面程序以F10放表头地址。 MOVLW TABLE ；表头地址→F10 MOVWF 10 ┋ MOVLW 1 ；1→W，准备取“1”的线段值 ADDWF 10，1 ；F10+W =“1”的数据地址 CALL CONVERT MOVWF 6 ；线段值置到B口，点亮LED ┋ CONVERT MOVWF 2 ；W→PC TABLE RETLW 0C0H ；“0”线段值 RETLW 0F9H ；“1”线段值 ┋ RETLW 90H ；“9”线段值 “READ……DATA，RESTORE”格式程序 “READ……DATA”程序是每次读取数据表的一个数据，然后将数据指针加1，准备取下一个数据。下例程序中以F10为数据表起始地址，F11做数据指针。 POINTER EQU 11 ；定义F11名称为POINTER ┋ MOVLW DATA MOVWF 10 ；数据表头地址→F10 CLRF POINTER ；数据指针清零 ┋ MOVF POINTER，0 ADDWF 10，0 ；W =F10+POINTER ┋ INCF POINTER，1 ；指针加1 CALL CONVERT ；调子程序，取表格数据 ┋ CONVERT MOVWF 2 ；数据地址→PC DATA RETLW 20H ；数据 ┋ RETLW 15H ；数据 如果要执行“RESTORE”，只要执行一条“CLRF POINTER”即可。
课后作业思考题：
用PIC汇编语言求1+2+3+4+......+100的和；
用PIC汇编语言编程对一个变量实现循环左移操作；
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