Начинающим программистам микроконтроллеров PIC

Автор: Владимир Д.
degvv@mail.ru

Исходя из собственного опыта начала изучения программирования микроконтроллеров постараюсь дать несколько практических советов по составлению программ на ассемблере. Все, приведенные ниже, примеры программирования даны применительно к Pic контроллерам среднего семейства Microchip,как наиболее приемлемых для начала освоения, ввиду относи- тельно простой их архитектуры и несложной системы команд ассемблера.

Предлагаемые программы вполне можно применять в виде готовых макросов (законченных подпрограмм).Они не привязаны к конкретному контроллеру, поэтому при применении следует учитывать данные из datasheet -ов.

1.Применение прерываний от переполнения таймера TMR0 (RTCC)

Примем тактовую частоту - Fтакт. = 4,096 МГц (стандартный кварц). Тогда время цикла составит t c = 1 / Fтакт. * 4 = 0,97656 мкс

INI_TMR ; инициализация режима прерываний от RTCC
 bsf STATUS,RP0 ; выбираем банк 1
 movlw b'00000100'
 movwf OPTION ; предделитель для RTCC 1 : 32
 bcf STATUS,RP0 ; банк 0
 movlw b'10100000'
 movwf INTCON ; разрешено прерывание от RTCC
 movlw .96 ; загружаем в RTCC предварительное число 96
 movwf TMR0

Получим время прерываний:
t i = t c * 32 * (256 - 96 = 160)
t i = 0,97656 * 32 * 160 = 5 000 мкс = 5 мс

Теперь, если в Вашу любую программу ввести бесконечный цикл (так называемый цикл ожи- дания прерывания), и окончание программы переводить на этот цикл, получим временную привязку к 5 мс.И после прерывания программа вернётся по адресу, указанном вектором прерываний (чаще это 04h).Для чего это можно использовать - смотри дальше.

Итак:

;
 org 0
 START ; начало выполнения программы после
; включения питания
 org 04h ; а это адрес вектора прерывания, по которому
 main ; будет выполняться основная программа
;
START ; здесь обычно происходит обязательная ини-
 INI_TMR ; циализация портов, режимов, регистров и т.п.
 INI_PORTS
loop
 goto loop ; а это и есть бесконечный цикл
;--------------------------------------------------

main
; далее идёт тело основной программы,
; в которой обязательно надо создать программу обслуживания прерываний от RTCC,
; вызываемой командой CALL:

ServTMR
 btfsc INTCON,RTIF ; проверяем флаг срабатывания прерываний от RTCC и
 call SET_TMR ; если "да",то снова инициализируем TMR0
 return ; если "нет" - возврат в место вызова ServTMR в
 ; основной программе main
;
SET_TMR movlw .96
 movwf TMR0 ; снова загружаем число 96
 bcf INTCON,RTIF ; сбрасываем флаг срабатывания
 retfie ; возврат с разрешением прерываний в ServTMR, а
 ; затем в основную программу main

Пример использования прерывания от RTCC для получения секундного импульса на одном из выходов , скажем, порта В - RB0 : Используем регистр Rsec, который должен быть ранее объявлен в в адресном поле рабочих регистров.

FORM_1S ; в каждом цикле, а он по прерыванию RTCC длится
 incf Rsec,w ; 5 Мс, увеличиваем регистр Rsec на 1 до числа 200
 xorlw .200 ; (5 мс * 200 = 1 сек)
 btfsc STATUS,z
 goto OUT_PORT ; при Rsec = 200 флаг z = '1' и переход на управление
 ; выводом RB0 порта В
 return ; возврат в основную программу main
;
OUT_PORT btfss PORTB,0 ; проверяем состояние вывода RB0
 goto OUT_ON ; если RB0 ='0', то устанавливаем в '1'
 bcf PORTB,0 ; в противном случае - устанавливаем в '0'
 goto main ; возврат в основную программу
;
OUT_ON bsf PORTB,0 ; устанавливаем RB0 = '1'
 goto main

Таким образом на выходе RB0 порта В каждую секунду уровень сигнала будет изменяться то '0' то '1'.

В регистрах контроллера информация находится обычно в двоичном виде, ( в бинарном коде). Но часто необходимо получить информацию в двоично - десятичном виде (BCD - код), скажем, для управления поразрядно семисегментным индикатором.

Рассмотрим примеры преобразований двоичного кода b2 в двоично - десятичный BCD и наоборот.

В 8 - bit регистре можно записать в двоичном коде число от 0 до 255 ( от b'00000000' до b'11111111' ). Преобразуем двоичное число в три разряда двоично - десятичного кода - "сотни", "десятки" и "единицы". Для этого будем использовать следующие регистры, которые должны быть заранее объявлены в адресном поле рабочих регистров :

Rbin - регистр хранения числа в двоичном коде b2
Rhan - регистр "сотни" кода BCD
Rdec - регистр "десятки" кода BCD
Rsim - регистр "единицы" кода BCD

Преобразования проводим используя операции вычитания чисел 100, а затем 10 с подсчётом количества положительных вычитаний.

CON_100 movlw .100 ; вычитаем 100 из Rbin c проверкой, что
 subwf Rbin,w ; результат не отрицательный. Флаг 'c' = 1 при
 btfss STATUS,c ; результате > или = 0, и 'c' = 0 при < 0
 goto CON_10
 incf Rhan,f ; подсчёт количества "сотен"
 movwf Rbin ; результат вычитания сначала храним в регистре
 goto CON_100 ;аккумуляторе и только потом возвращаем в Rbin
 ; чтобы не потерять остаток при отрицательном
 ; результате вычитания.
CON_10 movlw .10 ; аналогично определяем "десятки"
 subwf Rbin,w
 btfss STATUS,c
 goto end_con
 incf Rdec,f
 movwf Rbin
 goto CON_10;
end_con
 movf Rbin,w
 movwf Rsim ; после вычитаний заносим остаток в "единицы"
 ;продолжение выполнения программы

Обратное преобразование BCD - кода в b2. Используем те же регистры Rhan, Rdec, Rsim где находится число в BCD - коде, регистры RbinH - старший разряд и RbinL - младший разряд для чисел ( > 255) в коде b2 и вспомогательные регистры RM1 - "множимое" , RM2- "множитель".Для преобразования BCD в b2 нужно умножить "сотни" на 100, "десятки" на 10 и сложить всё вместе с "единицами" и с учётом переноса в старший разряд при необ- ходимости.Для умножения используем операцию сложения.

B2X_100 movlw .99 ; преобразование "сотен"
 movwf RM2 ; множитель = кол - во сложений (100) минус один
 movf Rhan,w
 movwf RM1 ; множимое = "сотни"
loopX100 addwf RM1,w
 btfsc STASTUS,c ; проверяем перенос в старший разряд
 incf RbinH,f ; если есть перенос
 decfsz RM2,f ; контролируем количество сложений
 goto loopX100
 movwf RbinL ; результат сложения заносим в регистр мл. разряда
;
B2X_10 movlw .9 ; преобразование "десятков"
 movwf RM2 ; множитель = кол - во сложений (10) минус один
 movf Rdec,w
 movwf RM1 ; множимое = "десятки"
loopX10 addwf RM1,w ; здесь перенос можно не проверять, т.к. результат
 decfsz RM2,f ; всегда < 255
 goto loopX10
 addwf RbinL,f ; добавляем результат преобразования "десятков"
 btfsc STATUS,c ; учитывая возможный перенос в разрядах
 incf
 RbinH,f
 movf Rsim,w
 addwf Rbin,f ; добавляем "единицы" с учётом возможного переноса
 btfsc STATUS,c
 incf RbinH,f

Конец преобразованиям и дальнейшее выполнение программы. В регистрах RbinL и RbinH получили 16 - bit число в коде b2.

Для выполнения арифметической операции деления по аналогии с умножением, рассмот- ренном выше, применяется операция вычитания. Допустим нам нужно произвести деление числа, находящегося в регистрах RHsum (старшие разряды) и RLsum (младшие разряды) - на делитель ( примем делитель не > 255) находящийся в регистре Rdel.

Результат будем заносить в регистры RHrez и RLrez (старшие и младшие разряды соот- ветственно) :

OP_DEL
 movf Rdel,w
 subwf Rlsum,w
 btfss STATUS,c ; проверяем не отрицательный ли результат?
 goto DEF_carry ; если "да", то проводим заём из ст. разряда
 incf RLrez,f ; подсчитываем кол-во вычитаний с учётом
 btfsc STATUS,c ; возможного переноса в старший разряд
 incf RHrez,f
 movwf RLsum ; восстанавливаем остаток, что бы не потерять
 goto OP_DEL ; при отрицательном результате вычитания
;
DEF_carry
 movlw 0h
 xorwf RHsum,w ; всё ли заняли из старшего разряда в младший?
 btfsc STATUS,z ; если "да", т.е. RHdel = 0 и в OP_DEL отри-
 goto OUT_ DEL ; цат. результат - конец делению и выход
 decf RHsum,f ; если "нет" - заём из старшего разряда и про-
 incf RLrez,f ; должаем дальше
 btfsc STATUS,c ; проверка необходимости переноса в ст.разряд
 incf RHrez,f
 goto OP_DEL