PIC单片机开发过程中软、硬件设计一些经验、技巧

1 怎样进一步降低功耗

功耗，电池供电仪器仪表中是一个重要考虑因素。PIC16C××系列单片机本身功耗较低（5V，4MHz振荡频率时工作电流小于2mA）。为进一步降低功耗，保证满足工作要求前提下，可采用降低工作频率方法，工作频率下降可大大降低功耗（如PIC16C××3V，32kHz下工作，其电流可减小到15μA），但较低工作频率可能导致部分子程序（如数学计算）需占用较多时间。这种情况下，当单片机振荡方式采用RC电路形式时，可以采用中途提高工作频率办法来解决。 
具体做法是闲置一个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，充电时，电容电压上升快，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。工作频率变化量依R1阻值而定（注意R1不能选太小，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。程序可待命状态使用“sleep”指令来等待事件，也可延时程序里使用（见例1、例2）。延时程序中使用“sleep”指令降低功耗是一个方面，同时，是关中断状态，Port B端口电平变化可唤醒“sleep”，提前结束延时程序。这一点一些应用场合特别有用。同时注意使用“sleep”时要处理好与WDT、中断关系。

 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RBIF位 
　　
　　INTCON中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>引脚输入每个读操作周期被抽样并与旧锁存值比较，一旦不同就产生一个高电平，置RBIF=1。开RB中断前，也许RBIF已置“1”，开RB中断时应先清RBIF位，以免受RBIF原值影响，同时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*/ 
　　…… 
　　
　　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、乘法最安全表示方法 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; 
　　} /*不到正确结果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，结果溢出被忽略。改上例中“c=a＊b；”表达式为“c=a；c=c＊b；”，最为安全（对加法处理同上）。 
　　
　　3.3 了解乘除法函数对寄存器占用 
　　
　　PIC片内RAM仅几十个字节，空间特别宝贵，而Mplab-C编译器对RAM址具有不释放性，即一个变量使用址不能再分配给其它变量。如RAM空间不能满足太多变量要求，一些变量只能由用户强制分配相同RAM空间交替使用。而Mplab-C中乘除法函数需借用RAM空间来存放中间结果，乘除法函数占用RAM与用户变量址重叠时，就会导致出现不可预测结果。C程序中用到乘除法运算，最好先程序机器码反汇编代码（包含生成LST文件中）查看乘除法占用址是否它变量址有冲突，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址占用情况。例5是乘法函数对0×13、0×14、0×19、0×1A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 
　　
　　对无硬件仿真器用户，总是选用带EPROM芯片来调试程序。每更改一次程序，都是将原来内容先擦除，再编程，其过程浪费了相当多时间，又缩短了芯片使用寿命。后一次编程结果较前一次，仅是对应机器码字节相同位由“1”变成“0”，就可前一次编程芯片上再次写入数据，而不必擦除原片内容。 
　　程序调试过程中，经常遇到常数调整，如常数改变能保证对应位由“1”变“0”，都可原片内容基础继续编程。另外，指令“NOP”对应机器码为“00”，调试过程中指令删除，先用“NOP”指令替代，编译后也可原片内容上继续编程。 
　　另外，对带EPROM芯片编程时，特别注意程序保密状态位。厂家对新一代带EPROM芯片保密状态位已由原来EPROM可擦型改熔丝型，一旦程序代码保密熔丝编程为“0”，可重复编程 EPROM 芯片就无法再次编程了。使用时应注意这点，以免造成不必要浪费（Microchip 资料并未对此做出说明）。