PIC單片機(jī)中BANK和PAGE的分析研究

　　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)動能力和低價位OTP技術(shù)等都體現(xiàn)出單片機(jī)產(chǎn)業(yè)的新趨勢?，F(xiàn)在PIC系列單片機(jī)在世界單片機(jī)市場的份額排名中已逐年升位，尤其在8位單片機(jī)市場，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)從覆蓋市場出發(fā)，已有三種（又稱三層次）系列多種型號的產(chǎn)品問世，所以在全球都可以看到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)是世界上最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)號操作碼助記符 操作數(shù)1，操作數(shù)2；注釋。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：MOVF 33，1

　　操作碼助記符：MOVF ；

　　操作數(shù)1：33 ；

　　操作數(shù)2：1 ；

　　而在程序被編譯時指令語句的主體部分會被轉(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：MOVF 33，1

　　轉(zhuǎn)換后代碼：00 1000 1 011 0011

　　其中指令代碼為：00 1000（MOVF f，d=00 1000 dfff ffff）；

　　操作數(shù)2：1 （d = 1）；

　　操作數(shù)1：011 0011 （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最大只能是‘111 1111’（7FH），因此‘MOVF’直接的尋址范圍只能是00H~7FH之間。其它的對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（00H~7FH，80H~FFH……依此類推）寄存器劃分為一個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，要對某個寄存器進(jìn)行操作就首先要對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’=‘RP1 RP0’。

　　舉個例子來說：

　　指令：BSF EECON1，1 ；

　　指令轉(zhuǎn)換后代碼：0101 001 000 1100 ；

　　這時如果‘BANK值’=3，尋址的地址數(shù)據(jù)就會是‘11 +000 1110’（18CH）；而此時如果BANK值為0，則尋址的地址數(shù)據(jù)就會是‘00 +000 1110’（0CH），這樣就出現(xiàn)了錯誤。

　　用同樣的方法我們可以分析PIC單片機(jī)的PAGE的設(shè)置。舉個例子，PIC16C5X的一個頁面是512條指令。它的‘GOTO’指令是這樣的： ‘101 k kkkk kkkk’（‘GOTO’指令沒有操作數(shù)2）。我們看到該指令的操作數(shù)1最大只能是‘1 1111 1111’（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（‘1011 kkkk kkkk’）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‘101 kkk kkkk kkkk’，而‘CALL’的指令代碼是‘100 kkk kkkk kkkk’，它們的尋址范圍都是‘111 1111 1111’（3FFH）。因此在PIC16F87X單片機(jī)中，一個頁面長度就是3FFH=2048條指令（2K）。而且在使用中，使用‘CALL’指令時就不需要將子程序入口放在上半頁面了。