指令系统

② 指令系统中没有直接为文件寄存器送立即数的指令。
所以，必须通过W来实现立即数的传送。
首先利用MOVF F ,d （d=0）将F中的数据传送 到W，然后再利用MOVWF F 指令将W中的数 据传送到F中。
如:
1. 将RAM的20H单元数据送RAM的30H单元。
2. 又如：将RAM的20H单元送立即数0FH
常数操作类 （立即数操作） 控制操作类 （转移、调用）
操作码
K（程序地址）
13～0 操作码
指令格式小结
在14位二进制的指令格式中：
1.
与立即数有关的指令中，低8位包含了完整的常数；
2.
在直接寻址的指令中，指令中只包含了9位RAM地址中的 低7位，而高2位必须事先预装在STATUS的RP0、RP1 中，或STATUS中的IRP、FSR的D7位（参见53页）； 在控制转移类指令中（GOTO、CALL），指令中仅包含 ROM13位转移地址中的低11位，其高2位地址码需要事 先预装在PCLATH的D4：D3两个位中（参见54页）； 可见，PIC16F系列的指令系统14位宽度还略显不足，理 论上可以通过继续增加指令的宽度解决上述的不便。
【解1】
ADDWF 05H，1
或： PORTA EQU 05H ADDWF PORTA，1 【解2】 ADDWF 01H，0
或： TMR0 EQU 01H ADDWF PORTA，0 使用寄存器的名称（PROTA、TMR0）来取代其地址使程 序具有良好的可读性。但在PIC的指令寻址方式中，没有 “寄存器寻址”的方式（不同于MCS51），因此必须事 先使用伪指令（EQU）来定义其寄存器。
面向字节类的指令详解
1，寄存器加法指令：ADDWF F，d ； F+W →F （d=1） F+W→W （d=0） 【例1】：将W寄存器与RAM的20H中的数据相加，结果送W。
【例2】：将W寄存器与RAM的30H中的数据相加，结果送 30H。
【解题思路】：
1.
2.
选择指令：ADDWF
确定d的值（d=1时，结果数据送回F；d=0时结果送W）
4. 对于大多数指令来说，指令是单周期的，但是如果执行象 GOTO或条件转移等发生跳转的指令，由于PC的值需要 重新设定，所以需要两个周期的时间。
3.2 指令系统概述
1.
指令码 （操作数）中常用符号说明(表3.3、表3.4 、表3.5)： 说
工作寄存器（即累加器） 用大写字母代表7位文件寄存器单元地址（范围128个单元） 用大写字母表示某一位在寄存器内部8位数据中的位置（位地址） 8位数据常数或11位地址常数 用小写 f 代表文件寄存器7位地址码F当中的一位地址 用小写 k 代表常数或地址码K当中的一位 用小写 b 代表文件寄存器中的某一位数据3位地址码B中的一位 用小写 d 代表目标寄存器：d=0.目标寄存器为W；d=1目标为F 表示运算结果送目标寄存器
或:
FSR
INCF
EQU
04H
FSR,1 ；修改数据指针
借助于伪指令使指令具有根好的可读性.
【思考题】：INCF 20H，0 的结果是什么？
3，寄存器减法指令：SUBWF F,d ； F - W →F（d=1） F - W→W（d=0） 【注意】：指令 SUBWF F,d 是 F – W 这与51单片机截然 相反。 【举例】：将RAM20H单元中的数据与W中的数据相减，结 果存20H单元中。（如果结果存W中，指令如何编写？）
【解1】 MOVF MOVWF 20H，0 30H ;20H内容送W ;W内容送RAM的30H单元
【解2】 MOVLW 0FH
MOVWF 20H
;立即数0FH送W ;W内容送RAM的20H单元
13， 递增跳转指令 ————（加一、判跳复合指令）
INCFSZ F,d ;F +1 → F（d=1） ; F +1 → W（d=0） ; 结果=0 则跳过下一条指令，否则不跳。 14， 递减跳转指令 ————（减一、判跳复合指令） DECFSZ F,d ;F -1 →F （d=1） ; F -1→W （d=0） ;结果=0 则跳过下一条指令，否则不跳。 【注意】 1. DECFSZ指令相当于MCS-51单片机的 DJNZ Rn,rel往往作 为循环程序中的循环控制语句。 2. 与51单片机指令不同，在PIC系统的所有条件判跳语句都是 “跳一步 —— skip ‖。
F-W→d
F–1 →d F∧W→d F∨W→d F⊕W→d F 取反 → d
C,DC,Z
Z Z Z Z Z
ANDWF F,d IORWF F,d XORWF F,d COMF F,d
面向字节操作类指令（表二）
助记符 CLRF CLRW MOVF INCFSZ F ,d F 操作说明 0→F 0→W F→d
符 号
W Fra Baidu bibliotek B K f k b d →
明
∧
∨ ⊕
代表逻辑“与”运算
代表逻辑“或”运算 代表逻辑“异或”运算
2.
三种类型指令码的分配格式（重点：操作数）
类 型 14位指令码D13~D0的分配格式 13～8(6bit) 操作码 7 (1bit) d 6～0 (7bit) F（寄存器地址）
面向字节操作类
【解】 SUBWF 20H,1 ;20H单元内容-W寄存器内容 ; 结果送回20H 或： SUBWF 20H,0 ;20H单元内容-W寄存器内容 ;结果送W中
4, 寄存器减一指令：
DECF F,d F - 1 →F（d=1） F - 1 →W（d=0） 5, 寄存器逻辑与指令 ：ANDWF F,d F ∧ W →F（d=1） F ∧ W →W（d=0） 6,寄存器逻辑或指令 ：IORWF F,d F ∨ W →F（d=1） F ∨ W →W（d=0） 7,寄存器逻辑异或指令 ：XORWF F,d F ⊕ W →F（d=1） F ⊕ W →W（d=0）
PIC单片机指令时序
1. 2. 3.
4.
5.
若单片机采用4MHz的外接晶体，则单片机的系统时钟 频率fosc= 4MHz 、时钟周期Tosc=1/4 μs ； 由4个时钟周期构成一个由Q1～Q4的“机器周期‖； 严格的讲：PIC单片机执行一条指令所用的时间应当是2 个“机器周期”,即”取指周期”和”执行周期” ; 由于“流水作业”的特点，在运行第N条指令时同时提 取第N+1条指令.将两条指令的时间“压缩”三个机器周 期。同理,若有M条指令运行时间为M+1个机器周期.这 样当M比较大时可以认为M条指令的运行时间是M个机 器周期.所以资料上也称机器周期为“指令周期‖； 当外接晶体采用4MHz频率时，则执行一条指令的时间 是 1/4 μs × 4 =1 μs 。
2.
①
将 W中的数据与定时器TMR0中的值相加,结果存W中。
【提示】 首先确定指令的类型（ADDWF）；
②
③
确定d的取值,决定数据的最终去向（d=0或d=1）
指令中的F应当为7位地址（PORTA的地址=05H；TMR0 的地址=01H）
④
在指令中也可以直接使用寄存器的名称，但是必须事先使 用伪指令 EQU 来为寄存器名赋值。
C
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
F文件寄存器 （d=1时，在F中移位并保留结果）
（d=0时，移位结果送W，而F本身 的内容不变）
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
W工作寄存器
16，寄存器带进位的循环右移指令：RRF F,d ；将寄存器F 带C循环右移，结果存入F本身（d=1）或存入W（d=0）。 结果影响C。
C D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
17，寄存器半字交换指令：SWAPF F,d ；F中的高4位与低 4位交换，结果存入F本身（d=1）或存入W（d=0）。
3.
面向字节操作类指令
指令所处理的数据为8位的字节数据； 如: 文件寄存器（RAM）中的数据； W工作寄存器中的数据等。
3.3 面向字节操作类指令（表一）
助记符 ADDWF F,d INCF F,d 操作说明 F+W→d F+1→d
对STATUS的影响
C,DC,Z Z
SUBWF F,d
DEC F,d
指令的运行特点
1.
2. 3.
第一个机器周期取指令，后面的机器周期译码、执行该指 令（如图所示）—— 流水作业。
在一个机器周期中，Q1节拍上升沿程序计数器PC+1，Q4 节拍时取指并放入指令寄存器，下一个周期执行该指令。 实际上一条指令仍占用两个指令周期，但是这是一种在“ 取指”与“执行”相互“嵌套” 的运行方式（如图），即 “流水作业” 方式从整体上讲是实现了单字节、单周期的 快速运行方式。可以想象一下，如果不采用“流水方式” 要执行10条指令需要20个指令周期，而采用“流水作业” 后，可以只用11个指令周期的时间了。
第三章：指令系统
一种单片机所能识别的全部指令的集合，就称之为该单 片机的指令系统或指令集。 PIC16F87X共有35条指令，长度均是为14位的单字节指 令。按照指令操作对象的不同可将指令分为三类：
1. 2.
面向字节操作类 面向位操作类
______________ （17条）； _______________ （ 4条）；
对STATUS的影响
Z Z Z
MOVWF F
DECFSZ F,d
W→F
F-1 →d,结果若为0则跳一步
-
F ,d F+1 →d,结果若为0则跳一步
RLF
RRF SWAPF
F ,d
F,d F,d
F 带C左移 → d
F 带C右移 → d F 半字交换 → d
C
C -
重点注意：指令格式中的操作数和操作数的表示方法！
（对寄存器 操作）
面向位操作类
对寄存器的某一位
13～10(4bit)
操作码 带8位常数 带11位常数的 CALL 和 GOTO 不带常数
9～7(3bit)
B 13～8(6bit) 操作码 13～11(3bit)
6～0 (7bit)
F（寄存器地址） 7～0 (8bit) K（数据） 10～0 (11bit)
2, 寄存器加一指令： INCF F,d ； F+1 →F（d=1） F+1→W（d=0）
【举例】：在一个循环程序中,使用RAM中的某一个文件寄存器(即一 个RAM存储单元)作数据指针,在循环体中就要有修改指针的操作。
如:选择FSR寄存器作指针时,在程序的循环体中有:
INCF 04H,1 ;间址寄存器加一并送回FSR
3.
常数操作类指令和控制操作类指令 __（14条）。
3.1 指令的时序 ---- CPU执行指令的时间、顺序
OSC1
Q1 Q2
Q3
Q4 PC PC PC+1 PC+2
提取第n条指令 执行第n-1条指令
提取第n+1条指令 执行第n条指令
提取第n+2条指令 执行第n+1条指令
提取第n条指令与执行第n-1条指令的相互嵌套的“流水作业”模式
INCFSZ F ,d 与 DECFSZ F ,d 在循环语句中的控制
LOOP
循环体
F±1→F Z=1？ Z=0
Z=1时SKIP
1. 2.
PIC单片机指令系统中所有的 条件判跳指令都是： 条件满足时：程序“跳一 步”； 条件不满足时：顺序执行下 一条指令（PC+1→PC）。
GOTO LOOP
15，寄存器带进位的循环左移指令： RLF F,d ;将寄存器F带C循环左移，结果存入F本身 ;（d=1）或存入W（d=0）。结果影响C
；F →F （d=1）
；F →W（d=0）
12，W寄存器传送指令：MOVWF F ；W → F（W不变）
【注意】 第12条是 W→F 的专用指令,所以指令中没有d；
第11、12条指令是PIC编程中使用频率最高的两条。这是 因为： ① PIC指令中，文件寄存器F之间的数据不能直接传送，只 能通过工作寄存器W连接各个文件寄存器；
解:指令中 ADDWF F,d 的 F代表7位文件寄存器的地址. d 用来表示指令数据的目标地址:
① d=0时,数据送W工作寄存器;
② d=1时,数据存F寄存器中. 所以:上述问题的答案是: ① ADDWF ② ADDWF 20H,0 30H,1
练习题
1.
将W中的数据与PORTA中的数据相加,结果送回到PORTA 中。
8， 寄存器取反指令： COMF F,d F 取反 →F（d=1） F 取反 →W（d=0） 9，寄存器清零指令： CLRF F ；F内容全部清零 （ Z=1）
10, 工作寄存器W清零：CLRW ；W的内容全部清零( Z=1) 【注意:】：本指令是0→W的专用指令,所以指令中没有d.
11，F寄存器传送指令：MOVF F,d