|
摘 要 PIC單片機(jī)在國(guó)內(nèi)日益流行，本文介紹Microchip PIC系列單片機(jī)開(kāi)發(fā)過(guò)程中軟、硬件設(shè)計(jì)的一些經(jīng)驗(yàn)、技巧。
關(guān)鍵詞 Microchip 單片機(jī) 功耗 編程
由美國(guó)Microchip公司生產(chǎn)的PIC系列單片機(jī)，由于其超小型、低功耗、低成本、多品種等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、儀器、儀表、通信、家電、玩具等領(lǐng)域，本文總結(jié)了作者在PIC單片機(jī)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的一些經(jīng)驗(yàn)、技巧，供同行參考。
1 怎樣進(jìn)一步降低功耗
| 功耗，在電池供電的儀器儀表中是一個(gè)重要的考慮因素。PIC16C××系列單片機(jī)本身的功耗較低（在5V，4MHz振蕩頻率時(shí)工作電流小于2mA）。為進(jìn)一步降低功耗，在保證滿足工作要求的前提下，可采用降低工作頻率的方法，工作頻率的下降可大大降低功耗（如PIC16C××在3V，32kHz下工作，其電流可減小到15μA），但較低的工作頻率可能導(dǎo)致部分子程序（如數(shù)學(xué)計(jì)算）需占用較多的時(shí)間。在這種情況下，當(dāng)單片機(jī)的振蕩方式采用RC電路形式時(shí)，可以采用中途提高工作頻率的辦法來(lái)解決。 |
|
具體做法是在閑置的一個(gè)I/O腳（如RB1）和OSC1管腳之間跨接一電阻（R1），如圖1所示。低速狀態(tài)置RB1=0。需進(jìn)行快速運(yùn)算時(shí)先置RB1=1，由于充電時(shí)，電容電壓上升得快，工作頻率增高，運(yùn)算時(shí)間減少，運(yùn)算結(jié)束又置RB1=0，進(jìn)入低速、低功耗狀態(tài)。工作頻率的變化量依R1的阻值而定（注意R1不能選得太小，以防振蕩電路不起振，一般選取大于5kΩ）。
另外，進(jìn)一步降低功耗可充分利用“sleep”指令。執(zhí)行“sleep”指令，機(jī)器處于睡眠狀態(tài)，功耗為幾個(gè)微安。程序不僅可在待命狀態(tài)使用“sleep”指令來(lái)等待事件，也可在延時(shí)程序里使用（見(jiàn)例1、例2）。在延時(shí)程序中使用“sleep”指令降低功耗是一個(gè)方面，同時(shí)，即使是關(guān)中斷狀態(tài)，Port B端口電平的變化可喚醒“sleep”，提前結(jié)束延時(shí)程序。這一點(diǎn)在一些應(yīng)用場(chǎng)合特別有用。同時(shí)注意在使用“sleep”時(shí)要處理好與WDT、中斷的關(guān)系。
|
圖1 提高工作頻率的方法 |
| 例1（用Mplab-C編寫(xiě)）
|
| 例2（用Masm編寫(xiě)）
|
| Delay()
|
| Delay
|
| {
|
| ；此行可加開(kāi)關(guān)中斷指令
|
| /*此行可加開(kāi)關(guān)中斷指令*/
|
| movlw.10
|
| for (i=0; i<=10; i++)
|
| movwf Counter
|
| SLEEP();
|
| Loop1
|
| }
|
| Sleep
|
|
|
| decfsz Counter
|
|
|
| goto Loop1
|
|
|
| return |
2 注意INTCON中的RBIF位
INTCON中的各中斷允許位對(duì)中斷狀態(tài)位并無(wú)影響。當(dāng)PORT B配置成輸入方式時(shí)，RB<7:4>引腳輸入在每個(gè)讀操作周期被抽樣并與舊的鎖存值比較，一旦不同就產(chǎn)生一個(gè)高電平，置RBIF=1。在開(kāi)RB中斷前，也許RBIF已置“1”，所以在開(kāi)RB中斷時(shí)應(yīng)先清RBIF位，以免受RBIF原值的影響，同時(shí)在中斷處理完成后最好是清RBIF位。
3 用Mplab-C高級(jí)語(yǔ)言寫(xiě)PIC單片機(jī)程序時(shí)要注意的問(wèn)題
3.1 程序中嵌入?yún)R編指令時(shí)注意書(shū)寫(xiě)格式 見(jiàn)例3。
| ……
|
| ……
|
| while(1){#asm
|
| while(1){
|
| ……
|
| #asm /*應(yīng)另起一行*/
|
| #endasm
|
| ……
|
| }/*不能正確編譯*/
|
| #endasm
|
| ……
|
| }/*編譯通過(guò)*/
|
|
|
| …… |
當(dāng)內(nèi)嵌匯編指令時(shí)，從“#asm”到“endasm”每條指令都必須各占一行，否則編譯時(shí)會(huì)出錯(cuò)。
3.2 加法、乘法的最安全的表示方法 見(jiàn)例4。
|
| #include<16c71.h>
|
|
| #include<math.h>
|
|
| unsigned int a, b;
|
|
| unsigned long c;
|
|
| void main()
|
|
| { a=200;
|
|
| b=2;
|
|
| c=a＊b;
|
|
| } /*得不到正確的結(jié)果c=400*/ |
原因是Mplab-C以8×8乘法方式來(lái)編譯c=a＊b，返回單字節(jié)結(jié)果給c，結(jié)果的溢出被忽略。改上例中的“c=a＊b；”表達(dá)式為“c=a；c=c＊b；”，最為安全（對(duì)加法的處理同上）。
3.3 了解乘除法函數(shù)對(duì)寄存器的占用
由于PIC單片機(jī)片內(nèi)RAM僅幾十個(gè)字節(jié)，空間特別寶貴，而Mplab-C編譯器對(duì)RAM地址具有不釋放性，即一個(gè)變量使用的地址不能再分配給其它變量。如RAM空間不能滿足太多變量的要求，一些變量只能由用戶強(qiáng)制分配相同的RAM空間交替使用。而Mplab-C中的乘除法函數(shù)需借用RAM空間來(lái)存放中間結(jié)果，所以如果乘除法函數(shù)占用的RAM與用戶變量的地址重疊時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)不可預(yù)測(cè)的結(jié)果。如果C程序中用到乘除法運(yùn)算，最好先通過(guò)程序機(jī)器碼的反匯編代碼（包含在生成的LST文件中）查看乘除法占用地址是否與其它變量地址有沖突，以免程序跑飛。Mplab-C手冊(cè)并沒(méi)有給出其乘除法函數(shù)對(duì)具體RAM地址的占用情況。例5是乘法函數(shù)對(duì)0×13、0×14、0×19、0×1A地址占用情況。
|
| 部分反匯編代碼
|
| #include <pic16c71>
| 01A7
| 081F
| MOVF 1F,W
|
| #include<math.h>
| 01A8
| 0093
| MOVWF 13
|
|
| ；借用
|
|
|
| unsigned long Value @0x1
| 01A9
| 0820
| MOVF 20,W
|
| char Xm @0x2d;
| 01AA
| 0094
| MOVWF 14
|
|
| ；借用
|
|
|
| void main()
| 01AB
| 082D
| MOVF 2D,W
|
| {Value=20;
| 01AC
| 0099
| MOVWF 19
|
|
| ；借用
|
|
|
| Xm=40;
| 01AD
| 019A
| CLRF1A
|
|
| ；借用
|
|
|
| Value=Value＊Xm
| 01AE
| 235F
| CALL 035Fh
|
|
| ；調(diào)用乘法函數(shù)
|
| ……
| 01AF
| 1283
| BCF 03，5
|
| }
| 01B0
| 009F
| MOVWF 1F
|
|
| ；返回結(jié)果低字節(jié)
|
|
| 01B1
| 0804
| MOVF 04，W
|
|
| 01B2
| 00A0
| MOVWF 20
|
|
| ；返回結(jié)果高字節(jié) |
4 對(duì)芯片重復(fù)編程
對(duì)無(wú)硬件仿真器的用戶，總是選用帶EPROM的芯片來(lái)調(diào)試程序。每更改一次程序，都是將原來(lái)的內(nèi)容先擦除，再編程，其過(guò)程浪費(fèi)了相當(dāng)多的時(shí)間，又縮短了芯片的使用壽命。如果后一次編程的結(jié)果較前一次，僅是對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼字節(jié)的相同位由“1”變成“0”，就可在前一次編程芯片上再次寫(xiě)入數(shù)據(jù)，而不必擦除原片內(nèi)容。
在程序的調(diào)試過(guò)程中，經(jīng)常遇到常數(shù)的調(diào)整，如常數(shù)的改變能保證對(duì)應(yīng)位由“1”變“0”，都可在原片內(nèi)容的基礎(chǔ)繼續(xù)編程。另外，由于指令“NOP”對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼為“00”，調(diào)試過(guò)程中指令的刪除，先用“NOP”指令替代，編譯后也可在原片內(nèi)容上繼續(xù)編程。
另外，在對(duì)帶EPROM的芯片編程時(shí)，特別注意程序保密狀態(tài)位。廠家對(duì)新一代帶EPROM芯片的保密狀態(tài)位已由原來(lái)的EPROM可擦型改為了熔絲型，一旦程序代碼保密熔絲編程為“0”，可重復(fù)編程的 EPROM 芯片就無(wú)法再次編程了。使用時(shí)應(yīng)注意這點(diǎn)，以免造成不必要的浪費(fèi)（Microchip 資料并未對(duì)此做出說(shuō)明）。
參考文獻(xiàn)
1 Micorchip PIC16Cxx Data Book動(dòng)
2 MPLAB-C USER’S GUIDE |
66821730(技術(shù)支持)
