PIC单片机开发的若干问题

摘 要 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。

关键词 microchip 单片机 功耗 编程

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，port b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。

图1 提高工作频率的方法

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++) movwf counter sleep(); loop1 } sleep decfsz counter goto loop1 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port b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最好是清rbif位。

3 用mplab-c高级语言写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) {#asm while(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、乘法的最安全的表示方法 见例4。

例4

#include<16c71.h> #include unsigned int a, b; unsigned long c; void main() { 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；”，最为安全（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，最好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。

例5

部分反汇编代码 #include 01a7 081f movf 1f,w #include 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 ；调用乘法函数 …… 01af 1283 bcf 03，5 } 01b0 009f movwf 1f ；返回结果低字节 01b1 0804 movf 04，w 01b2 00a0 movwf 20 ；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（microchip 资料并未对此做出说明）。

参考文献

1 micorchip pic16cxx data book

2 mplab-c user’s guide