PIC單片機(jī)中BANK和PAGE的分析研究

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由美國Microchip公司推出的PIC單片機(jī)系列產(chǎn)品，首先采用了RISC結(jié)構(gòu)的嵌入式微控制器，其高速度、低電壓、低功耗、大電流LCD驅(qū)動(dòng)能力和低價(jià)位OTP技術(shù)等都體現(xiàn)出單片機(jī)產(chǎn)業(yè)的新趨勢(shì)。現(xiàn)在PIC系列單片機(jī)在世界單片機(jī)市場(chǎng)的份額中已逐年升位，尤其在8位單片機(jī)市場(chǎng)，據(jù)稱已從1990年的第20位上升到目前的第二位。PIC單片機(jī)從覆蓋市場(chǎng)出發(fā)，已有三種（又稱三層次）系列多種型號(hào)的產(chǎn)品問世，所以在都可以看到PIC單片機(jī)從電腦的外設(shè)、家電控制、電訊通信、智能儀器、汽車電子到金融電子各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)今的PIC單片機(jī)已經(jīng)是世界上有影響力的嵌入式微控制器之一。

PIC單片機(jī)中BANK和PAGE的分析

從PIC單片機(jī)的指令結(jié)構(gòu)上來分析一下為什么PIC中要有BANK和PAGE的設(shè)置吧。先來看一下為什么PIC中要把RAM區(qū)劃分多個(gè)BANK。

仔細(xì)觀察PIC單片機(jī)匯編語言指令的格式，一條完整的匯編語言指令語句通常是這樣的：標(biāo)號(hào)操作碼助記符操作數(shù)1，操作數(shù)2；解釋。其中，主體部分是‘操作碼助記符操作數(shù)1，操作數(shù)2’。

例如：

指令：MOVF33，1

操作碼助記符：MOVF；

操作數(shù)1：33；

操作數(shù)2：1；

而在程序被編譯時(shí)指令語句的主體部分會(huì)被轉(zhuǎn)換為代碼的形式，通常是：指令代碼操作數(shù)2操作數(shù)1。

例如在指令位數(shù)為14位的中檔PIC單片機(jī)中：

指令：MOVF33，1

轉(zhuǎn)換后代碼：00100010110011

其中指令代碼為：001000（MOVFf，d=001000dfffffff）；

操作數(shù)2：1（d=1）；

操作數(shù)1：0110011（f=33H）；

可以看到，由于指令代碼占用了6位，再加上操作數(shù)2占用的1位，分配給操作數(shù)1的只有7位了。也就是說操作數(shù)1只能是‘1111111’（7FH），因此‘MOVF’直接的尋址范圍只能是00H~7FH之間。其它的對(duì)寄存器操作的指令情況基本相同，因此指令位數(shù)為14位的PIC單片機(jī)將每125個(gè)（00H~7FH，80H~FFH……依此類推）寄存器劃分為一個(gè)BANK，并且將STATUS寄存器的RP1、RP0為定為BANK設(shè)置位。在編寫程序時(shí)，要對(duì)某個(gè)寄存器進(jìn)行操作就首先要對(duì)BANK的設(shè)置位進(jìn)行設(shè)置，從而切換到該寄存器所在的BANK。

例如PIC16F877單片機(jī)的EECON1寄存器（地址18CH）就要通過設(shè)置BANK的形式來尋址了，這時(shí)尋址的地址數(shù)據(jù)是這樣組成的‘BANK值+操作數(shù)1’，其中‘BANK值’=‘RP1RP0’。

舉個(gè)例子來說：

指令：BSFEECON1，1；

指令轉(zhuǎn)換后代碼：01010010001100；

這時(shí)如果‘BANK值’=3，尋址的地址數(shù)據(jù)就會(huì)是‘11+0001110’（18CH）；而此時(shí)如果BANK值為0，則尋址的地址數(shù)據(jù)就會(huì)是‘00+0001110’（0CH），這樣就出現(xiàn)了錯(cuò)誤。

用同樣的方法我們可以分析PIC單片機(jī)的PAGE的設(shè)置。舉個(gè)例子，PIC16C5X的一個(gè)頁面是512條指令。它的‘GOTO’指令是這樣的：‘101kkkkkkkkk’（‘GOTO’指令沒有操作數(shù)2）。我們看到該指令的操作數(shù)1只能是‘111111111’（1FFH），因此在指令位數(shù)為12位的PIC16C5X芯片中‘GOTO’指令只能在512條指令（000H~1FFH，200H~3FFH，……）的范圍內(nèi)直接跳轉(zhuǎn)。同樣的理由，PIC16C5X的‘CALL’指令（‘1011kkkkkkkk’）只能調(diào)用256條指令（000H~0FFH，200H~2FFH，……）范圍內(nèi)的子程序，因此在進(jìn)行PIC16C5X單片機(jī)的編程時(shí)要將供調(diào)用子程序的入口放在前半頁面。

而在指令位數(shù)為14位的PIC16F87X單片機(jī)中‘GOTO’指令代碼是‘101kkkkkkkkkkk’，而‘CALL’的指令代碼是‘100kkkkkkkkkkk’，它們的尋址范圍都是‘111