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PIC單片機開發的幾個問題

   2012年07月03日 15:46  
  PIC單片機在國內日益流行,本文介紹Microchip PIC系列單片機開發過程中軟、硬件設計的一些經驗、技巧。
  
  由美國Microchip公司生產的PIC系列單片機,由于其超小型、低功耗、低成本、多品種等特點,已廣泛應用于工業控制、儀器、儀表、通信、家電、玩具等領域,本文總結了作者在PIC單片機開發過程中的一些經驗、技巧,供同行參考。
  
  1、怎樣進一步降低功耗
  
  功耗,在電池供電的儀器儀表中是一個重要的考慮因素。PIC16C××系列單片機本身的功耗較低(在5V,4MHz振蕩頻率時工作電流小于2mA)。為進一步降低功耗,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致部分子程序(如數學計算)需占用較多的時間。在這種情況下,當單片機的振蕩方式采用RC電路形式時,可以采用中途提高工作頻率的辦法來解決。
  
  具體做法是在閑置的一個I/O腳(如RB1)和OSC1管腳之間跨接一電阻(R1),如圖1所示。低速狀態置RB1=0。需進行快速運算時先置RB1=1,由于充電時,電容電壓上升得快,工作頻率增高,運算時間減少,運算結束又置RB1=0,進入低速、低功耗狀態。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,進一步降低功耗可充分利用“sleep”指令。執行“sleep”指令,機器處于睡眠狀態,功耗為幾個微安。程序不僅可在待命狀態使用“sleep”指令來等待事件,也可在延時程序里使用(見例1、例2)。在延時程序中使用“sleep”指令降低功耗是一個方面,同時,即使是關中斷狀態,PortB端口電平的變化可喚醒“sleep”,提前結束延時程序。這一點在一些應用場合特別有用。同時注意在使用“sleep”時要處理好與WDT、中斷的關系。
  
  例1(用Mplab-C編寫)例2(用Masm編寫)
  
  Delay()Delay
  
  {;此行可加開關中斷指令
  
  /*此行可加開關中斷指令*/movlw.10
  
  for(i=0;i《=10;i)movwfCounter
  
  SLEEP();Loop1
  
  }Sleep
  
  decfszCounter
  
  gotoLoop1
  
  return
  
  2、注意INTCON中的RBIF位
  
  INTCON中的各中斷允許位對中斷狀態位并無影響。當PORTB配置成輸入方式時,RB《7:4》引腳輸入在每個讀操作周期被抽樣并與舊的鎖存值比較,一旦不同就產生一個高電平,置RBIF=1。在開RB中斷前,也許RBIF已置“1”,所以在開RB中斷時應先清RBIF位,以免受RBIF原值的影響,同時在中斷處理完成后是清RBIF位。
  
  3、用Mplab-C語言寫PIC單片機程序時要注意的問題
  
  3.1程序中嵌入匯編指令時注意書寫格式見例3。
  
  例3
  
  …………
  
  while(1){#asmwhile(1){
  
  ……#asm/*應另起一行*/
  
  #Endasm……
  
  }/*不能正確編譯*/#Endasm
  
  ……}/*編譯通過*/
  
  ……
  
  當內嵌匯編指令時,從“#asm”到“endasm”每條指令都必須各占一行,否則編譯時會出錯。
  
  3.2加法、乘法的zui安全的表示方法見例4。
  
  例4
  
  #Include《16c71.h》
  
  #Include《math.h》
  
  unsignedinta,b;
  
  unsignedlongc;
  
  voidmain()
  
  {a=200;
  
  b=2;
  
  c=a*b;
  
  }/*得不到正確的結果c=400*/
  
  原因是Mplab-C以8×8乘法方式來編譯c=a*b,返回單字節結果給c,結果的溢出被忽略。改上例中的“c=a*b;”表達式為“c=a;c=c*b;”,zui為安全(對加法的處理同上)。
  
  3.3了解乘除法函數對寄存器的占用
  
  由于PIC片內RAM僅幾十個字節,空間特別寶貴,而Mplab-C編譯器對RAM地址具有不釋放性,即一個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制分配相同的RAM空間交替使用。而Mplab-C中的乘除法函數需借用RAM空間來存放中間結果,所以如果乘除法函數占用的RAM與用戶變量的地址重疊時,就會導致出現不可預測的結果。如果C程序中用到乘除法運算,先通過程序機器碼的反匯編代碼(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手冊并沒有給出其乘除法函數對具體RAM地址的占用情況。例5是乘法函數對0×13、0×14、0×19、0×1A地址占用情況。
  
  部分反匯編代碼
  
  #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
  
  ;調用乘法函數
  
  ……01AF1283BCF03,5
  
  }01B0009FMOVWF1F
  
  ;返回結果低字節
  
  01B10804MOVF04,W
  
  01B200A0MOVWF20
  
  ;返回結果高字節
  
  4、對芯片重復編程
  
  對無硬件仿真器的用戶,總是選用帶EPROM的芯片來調試程序。每更改一次程序,都是將原來的內容先擦除,再編程,其過程浪費了相當多的時間,又縮短了芯片的使用壽命。如果后一次編程的結果較前一次,僅是對應的機器碼字節的相同位由“1”變成“0”,就可在前一次編程芯片上再次寫入數據,而不必擦除原片內容。
  
  在程序的調試過程中,經常遇到常數的調整,如常數的改變能保證對應位由“1”變“0”,都可在原片內容的基礎繼續編程。另外,由于指令“NOP”對應的機器碼為“00”,調試過程中指令的刪除,先用“NOP”指令替代,編譯后也可在原片內容上繼續編程。
  
  另外,在對帶EPROM的芯片編程時,特別注意程序保密狀態位。廠家對新一代帶EPROM芯片的保密狀態位已由原來的EPROM可擦型改為了熔絲型,一旦程序代碼保密熔絲編程為“0”,可重復編程的EPROM芯片就無法再次編程了。使用時應注意這點,以免造成不必要的浪費。

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