PIC-микроконтроллеры. Все, что вам необходимо знать

Примером такой интенсивной работы с банками памяти может служить Программа 15.4, приведенная на стр. 552.

Если программист забудет изменить биты RP1:0 перед выполнением команды movf h’120’, то в рабочий регистр будет скопировано содержимое из регистра данных h’020’ (полагая, что процессор находится в нулевом банке), поскольку в коде команды будет записано только семь младших битов адреса Ь’(01)0100000’ (h’120’)! Ассемблер, однако, выдаст предупреждение, вид которого показан на стр. 99.

Чтобы избежать слишком частого переключения банков памяти, все регистры общего назначения (РОН) микроконтроллера PIC16F84 отображены на оба банка, как показано на Рис. 5.3.

Рис. 5.3.Память данных микроконтроллера PIC16F84

Подобное зеркалирование всех регистров встречается достаточно редко — чаще отображают небольшую группу регистров. Например, в моделях PIC16F627/8 предусмотрена общая область из 16 РОН, отображенных на все четыре банка (Рис. 5.4). Например, регистры данных с адресами h’070’, h’0F0’, h’170’ и h’1F0’ являются одним и тем же регистром. Переменные, которые могут потребоваться при работе с различными банками, по возможности следует размещать в этом общем пуле регистров. В общей же сложности в данных моделях имеется 224 уникальных РОН.

Рис. 5.4.Память данных микроконтроллера PIC16F627/8

Некоторые из наиболее часто используемых регистров специального назначения (РСН) тоже отображены на все банки, например регистр STATUS. Поэтому в приведенном выше примере мы могли изменять биты RP1:0 и возвращаться в 0-й банк, даже находясь во 2-м банке.

Рис. 5.5. Обобщенный формат регистра STATUS микроконтроллеров с 14-битным ядром

Фиксированные адреса

Будучи составной частью кода команды, 7-битный адрес операнда является фиксированным и поэтому не может быть изменен во время выполнения программы. Хотя явное задание этих адресов может показаться очевидным способом для указания местоположения объекта в памяти данных, существует ряд ситуаций, в которых такое ограничение слишком неудобно.

В качестве примера, иллюстрирующего эту недостаточную гибкость, предположим, что мы хотим очистить содержимое всех регистров данных 0-го банка модели PIC16F627/8, т. е. регистров h’20’…h’7F’. Очевидным решением этой задачи будет многократное (96 раз) использование команды clrf (очистка регистра), как показано в Программе 5.1.

Программа 5.1. Очистка группы регистров с использованием прямой адресации

CLEAR_ARRAY

        clrf h’20’; Очищаем регистр 32

        clrf h’21’; и 33

        clrf h’21’; Каждая команда clrf

        clrf h’23’; занимает одну ячейку

        clrf h’24’; в памяти программ

        clrf h’25’; Очищаем регистр 37

        clrf h’26’; и так далее

        ... ...

        clrf h’7E’; Очищаем регистр 126; еще чуть

        clrf h’7F’; Очищаем регистр 127; уф-ф!

Несмотря на то что этот код вполне работоспособен, он чрезвычайно неэффективен. Каждая из 96 команд выполняет одну и ту же операцию, хотя и для другого адреса. Если нам потребуется очистить все 244 РОН, то придется выполнить 224 команды clrf, и все для того, чтобы выполнить эту простейшую задачу. Поскольку в памяти программ микроконтроллера PIC16F627 имеется всего 1024 ячейки, такое решение займет более 20 % памяти.

Должен быть лучший способ!

Косвенная адресация памяти данных

В любом процессоре имеется одна из разновидностей косвенной адресации, при которой один или более внутренних регистров используются для хранения адреса операнда в памяти данных. Такие адресные или индексные регистры используются в качестве указателя на данные. Основное отличие от прямой адресации заключается в том, что содержимое регистра-указателя может изменяться в процессе выполнения программы. То есть искомый адрес уже не зафиксирован в виде двоичного кода в памяти программ (обычно ПЗУ), а является переменной величиной. Например, для очистки массива данных из Программы 5.1 можно использовать цикл, инкрементируя в каждом проходе цикла регистр, указывающий на очищаемый регистр.