PIC单片机中BANK和PAGE的分析研究

　　由美国Microchip公司推出的PIC单片机系列产品，首先采用了RISC结构的嵌入式微控制器，其高速度、低电压、低功耗、大电流LCD驱动能力和低价位OTP技术等都体现出单片机产业的新趋势。现在PIC系列单片机在世界单片机市场的份额排名中已逐年升位，尤其在8位单片机市场，据称已从1990年的第20位上升到目前的第二位。PIC单片机从覆盖市场出发，已有三种（又称三层次）系列多种型号的产品问世，所以在全球都可以看到PIC单片机从电脑的外设、家电控制、电讯通信、智能仪器、汽车电子到金融电子各个领域的广泛应用。现今的PIC单片机已经是世界上最有影响力的嵌入式微控制器之一。

　　PIC单片机中BANK和PAGE的分析

　　从PIC单片机的指令结构上来分析一下为什么PIC中要有BANK和PAGE的设置吧。先来看一下为什么PIC中要把RAM区划分多个BANK。

　　仔细观察PIC单片机汇编语言指令的格式，一条完整的汇编语言指令语句通常是这样的：标号操作码助记符 操作数1，操作数2；注释。其中，主体部分是‘操作码助记符操作数1，操作数2’。

　　例如：

　　指令：MOVF 33，1

　　操作码助记符：MOVF ；

　　操作数1：33 ；

　　操作数2：1 ；

　　而在程序被编译时指令语句的主体部分会被转换为代码的形式，通常是：指令代码操作数2 操作数1。

　　例如在指令位数为14位的中档PIC单片机中：

　　指令：MOVF 33，1

　　转换后代码：00 1000 1 011 0011

　　其中指令代码为：00 1000（MOVF f，d=00 1000 dfff ffff）；

　　操作数2：1 （d = 1）；

　　操作数1：011 0011 （f = 33H） ；

　　可以看到，由于指令代码占用了6位，再加上操作数2占用的1位，分配给操作数1的只有7位了。也就是说操作数1最大只能是‘111 1111’（7FH），因此‘MOVF’直接的寻址范围只能是00H~7FH之间。其它的对寄存器操作的指令情况基本相同，因此指令位数为14位的PIC 单片机将每125个（00H~7FH，80H~FFH……依此类推）寄存器划分为一个BANK，并且将STATUS寄存器的RP1、RP0为定为BANK 设置位。在编写程序时，要对某个寄存器进行操作就首先要对BANK的设置位进行设置，从而切换到该寄存器所在的BANK。

　　例如PIC16F877单片机的EECON1寄存器（地址18CH）就要通过设置BANK的形式来寻址了，这时寻址的地址数据是这样组成的‘BANK值+操作数1’，其中‘BANK值’=‘RP1 RP0’。

　　举个例子来说：

　　指令：BSF EECON1，1 ；

　　指令转换后代码：0101 001 000 1100 ；

　　这时如果‘BANK值’=3，寻址的地址数据就会是‘11 +000 1110’（18CH）；而此时如果BANK值为0，则寻址的地址数据就会是‘00 +000 1110’（0CH），这样就出现了错误。

　　用同样的方法我们可以分析PIC单片机的PAGE的设置。举个例子，PIC16C5X的一个页面是512条指令。它的‘GOTO’指令是这样的： ‘101 k kkkk kkkk’（‘GOTO’指令没有操作数2）。我们看到该指令的操作数1最大只能是‘1 1111 1111’（1FFH），因此在指令位数为12位的PIC16C5X 芯片中‘GOTO’ 指令只能在512条指令（000H~1FFH，200H~3FFH，……）的范围内直接跳转。同样的理由，PIC16C5X的‘CALL’指令（‘1011 kkkk kkkk’）只能调用256条指令（000H~0FFH，200H~2FFH，……）范围内的子程序，因此在进行PIC16C5X单片机的编程时要将供调用子程序的入口放在前半页面。

　　而在指令位数为14位的PIC16F87X单片机中‘GOTO’指令代码是‘101 kkk kkkk kkkk’，而‘CALL’的指令代码是‘100 kkk kkkk kkkk’，它们的寻址范围都是‘111 1111 1111’（3FFH）。因此在PIC16F87X单片机中，一个页面长度就是3FFH=2048条指令（2K）。而且在使用中，使用‘CALL’指令时就不需要将子程序入口放在上半页面了。