PIC單片機開發的幾個問題

　　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。