pic单片机在国内日益流行,本文介绍microchip pic系列单片机开发过程中软、硬件设计的一些经验、技巧。
由美国microchip公司生产的pic系列单片机,由于其超小型、低功耗、低成本、多品种等特点,已广泛应用于工业控制、仪器、仪表、通信、家电、玩具等领域,本文总结了作者在pic单片机开发过程中的一些经验、技巧,供同行参考。
1、怎样进一步降低功耗
功耗,在电池供电的仪器仪表中是一个重要的考虑因素。pic16c××系列单片机本身的功耗较低(在5v,4mhz振荡频率时工作电流小于2ma)。为进一步降低功耗,在保证满足工作要求的前提下,可采用降低工作频率的方法,工作频率的下降可大大降低功耗(如pic16c××在3v,32khz下工作,其电流可减小到15μa),但较低的工作频率可能导致部分子程序(如数学计算)需占用较多的时间。在这种情况下,当单片机的振荡方式采用rc电路形式时,可以采用中途提高工作频率的办法来解决。
具体做法是在闲置的一个i/o脚(如rb1)和osc1管脚之间跨接一电阻(r1),如图1所示。低速状态置rb1=0。需进行快速运算时先置rb1=1,由于充电时,电容电压上升得快,工作频率增高,运算时间减少,运算结束又置rb1=0,进入低速、低功耗状态。工作频率的变化量依r1的阻值而定(注意r1不能选得太小,以防振荡电路不起振,一般选取大于5kω)。
另外,进一步降低功耗可充分利用“sleep”指令。执行“sleep”指令,机器处于睡眠状态,功耗为几个微安。程序不仅可在待命状态使用“sleep”指令来等待事件,也可在延时程序里使用(见例1、例2)。在延时程序中使用“sleep”指令降低功耗是一个方面,同时,即使是关中断状态,portb端口电平的变化可唤醒“sleep”,提前结束延时程序。这一点在一些应用场合特别有用。同时注意在使用“sleep”时要处理好与wdt、中断的关系。
例1(用mplab-c编写)例2(用masm编写)
delay()delay
{;此行可加开关中断指令
/*此行可加开关中断指令*/movlw.10
for(i=0;i《=10;i)movwfcounter
sleep();loop1
}sleep
decfszcounter
gotoloop1
return
2、注意intcon中的rbif位
intcon中的各中断允许位对中断状态位并无影响。当portb配置成输入方式时,rb《7:4》引脚输入在每个读操作周期被抽样并与旧的锁存值比较,一旦不同就产生一个高电平,置rbif=1。在开rb中断前,也许rbif已置“1”,所以在开rb中断时应先清rbif位,以免受rbif原值的影响,同时在中断处理完成后是清rbif位。
3、用mplab-c语言写pic单片机程序时要注意的问题
3.1程序中嵌入汇编指令时注意书写格式见例3。
例3
…………
while(1){#asmwhile(1){
……#asm/*应另起一行*/
#endasm……
}/*不能正确编译*/#endasm
……}/*编译通过*/
……
当内嵌汇编指令时,从“#asm”到“endasm”每条指令都必须各占一行,否则编译时会出错。
3.2加法、乘法的zui安全的表示方法见例4。
例4
#include《16c71.h》
#include《math.h》
unsignedinta,b;
unsignedlongc;
voidmain()
{a=200;
b=2;
c=a*b;
}/*得不到正确的结果c=400*/
原因是mplab-c以8×8乘法方式来编译c=a*b,返回单字节结果给c,结果的溢出被忽略。改上例中的“c=a*b;”表达式为“c=a;c=c*b;”,zui为安全(对加法的处理同上)。
3.3了解乘除法函数对寄存器的占用
由于pic片内ram仅几十个字节,空间特别宝贵,而mplab-c编译器对ram地址具有不释放性,即一个变量使用的地址不能再分配给其它变量。如ram空间不能满足太多变量的要求,一些变量只能由用户强制分配相同的ram空间交替使用。而mplab-c中的乘除法函数需借用ram空间来存放中间结果,所以如果乘除法函数占用的ram与用户变量的地址重叠时,就会导致出现不可预测的结果。如果c程序中用到乘除法运算,先通过程序机器码的反汇编代码(包含在生成的lst文件中)查看乘除法占用地址是否与其它变量地址有冲突,以免程序跑飞。mplab-c手册并没有给出其乘除法函数对具体ram地址的占用情况。例5是乘法函数对0×13、0×14、0×19、0×1a地址占用情况。
部分反汇编代码
#include《pic16c71》01a7081fmovf1f,w
#include《math.h》01a80093movwf13
;借用
unsignedlongvalue@0x101a90820movf20,w
charxm@0x2d;01aa0094movwf14
;借用
voidmain()01ab082dmovf2d,w
{value=20;01ac0099movwf19
;借用
xm=40;01ad019aclrf1a
;借用
value=value*xm01ae235fcall035fh
;调用乘法函数
……01af1283bcf03,5
}01b0009fmovwf1f
;返回结果低字节
01b10804movf04,w
01b200a0movwf20
;返回结果高字节
4、对芯片重复编程
对无硬件仿真器的用户,总是选用带eprom的芯片来调试程序。每更改一次程序,都是将原来的内容先擦除,再编程,其过程浪费了相当多的时间,又缩短了芯片的使用寿命。如果后一次编程的结果较前一次,仅是对应的机器码字节的相同位由“1”变成“0”,就可在前一次编程芯片上再次写入数据,而不必擦除原片内容。
在程序的调试过程中,经常遇到常数的调整,如常数的改变能保证对应位由“1”变“0”,都可在原片内容的基础继续编程。另外,由于指令“nop”对应的机器码为“00”,调试过程中指令的删除,先用“nop”指令替代,编译后也可在原片内容上继续编程。
另外,在对带eprom的芯片编程时,特别注意程序保密状态位。厂家对新一代带eprom芯片的保密状态位已由原来的eprom可擦型改为了熔丝型,一旦程序代码保密熔丝编程为“0”,可重复编程的eprom芯片就无法再次编程了。使用时应注意这点,以免造成不必要的浪费。