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在研制单片机应用系统时,汇编语言是一种常用的软件工具。它能直接操作硬件,指令的执行速度快。但其指令系统的固有格式受硬件结构的限制很大,且难于编写与调试,可移植性也差。随着单片机硬件性能的提高,其工作速度越来越快,因此在编写单片机应用系统程序时,更着重于程序本身的编写效率。而Franklin C51交叉编译器是专为80C51系列单片机设计的一种高效的C语言编译器,使用它可以缩短开发周期,降低开发成本,而且开发出的系统易于维护,可靠性高,可移植性好,即使在代码的使用效率上,也完全可以和汇编语言相比,因此目前它已成为开发80C51系列单片机的流行工具。
' Y8 u, ~9 j7 X# z+ E) F1 z
' D8 s5 m1 f/ f- M9 y2 f1 C51语言程序设计的基本技巧
# x7 A) ~* {8 w3 w! Q j4 b# n; L" c# C
C语言是一种高级程序设计语言,它提供了十分完备的规范化流程控制结构。因此采用C51语言设计单片机应用系统程序时,首先要尽可能地采用结构化的程序设计方法,这样可使整个应用系统程序结构清晰,易于调试和维护。对于一个较大的程序,可将整个程序按功能分成若干个模块,不同的模块完成不同的功能。对于不同的功能模块,分别指定相应的入口参数和出口参数,而经常使用的一些程序最好编成函数,这样既不会引起整个程序管理的混乱,还可增强可读性,移植性也好。- C1 r; Z0 ^9 S) A- P% F4 d& ~9 ]
" D4 h# W' P2 N! v9 i6 d) O 在程序设计过程中,要充分利用C51语言的预处理命令。对于一些常用的常数,如TRUE,FALSE,PI以及各种特殊功能寄存器,或程序中一些重要的依据外界条件可变的常量,可采用宏定义"#define"或集中起来放在一个头文件中进行定义,再采用文件包含命令"#include"将其加入到程序中去。这样当需要修改某个参量时,只须修改相应的包含文件或宏定义,而不必对使用它们的每个程序文件都作修改,从而有利于文件的维护和更新。现举例说明如下:
4 K1 L1 o" Q/ y2 E2 n2 a3 F( U) z$ |& b4 I4 Z
例1 对于不同的单片机晶振,程序取不同的延时时间,而且可根据外界条件的变化修改延时时间的长短。对于这样的程序,可利用宏定义和条件编译来实现。程序如下:9 z: @) {! y) t% H7 T7 k* V M) e4 [, C
6 }7 C* O1 {# \& G3 J7 m; K% T
#define flag 1
* w, ~! w1 C' C- R: \ i#ifdef flag==1
Q$ t; s7 R: i #define fosc 6M
2 O0 S. n9 k7 h: o! ^ delay=10;
1 h! l- b1 d! J0 ?2 m7 S#elif flag = = 0
1 @9 i' g H: |& [ z, C: ~#define fosc 8M2 m1 V& _8 v- r2 B A
delay=12;
( L! @) P& d4 ?( ?#else) W+ C h4 D1 M6 c, I
#define fosc 12M5 O1 l5 u4 z9 \5 w
delay=20;
7 a/ P. @1 }* H5 F# f+ S+ c- V+ y3 ~7 C#endif( |- Q2 h, N4 n8 Q: N
main()% k! |! l ~5 x& @
{
* c3 m8 K1 ~ [* p: s6 I! M$ vfor(I=0;I<delay;I++);* R7 a8 m" V" F) D4 x5 ]# b9 L
}3 A e( J/ [ T% i
这样源程序不作任何修改就可适用于不同时钟频率的单片机系统,并可根据情况的不同取不同的delay值,完成不同的目的。
+ ~( _1 E1 Z5 p" W( j# s+ F, T! J2 [
2 C51语言与汇编语言程序的混合编程- _0 b1 t- k5 R) I; f3 f
; ? A9 e' J: r7 t* x ~0 _ C51编译器能对C语言源程序进行高效率的编译,生成高效简洁的代码,在绝大多数场合采用C语言编程即可完成预期的目的。但有时为了编程直观或某些特殊地址的处理,还须采用一定的汇编语言编程。而在另一些场合,出于某种目的,汇编语言也可调用C语言。在这种混合编程中,关键是参数的传递和函数的返回值。它们必须有完整的约定,否则数据的交换就可能出错。下面就以力源公司的10位串行A/D转换器TLC1549 为例说明C语言程序与汇编语言程序的调用。 tjk_1.gif (1043 字节)
+ e# o1 l4 o8 ]( g# o& h0 l& D图1 TLC1549管脚图
+ y g1 r7 f4 ]. }
3 W0 G% L# d8 M 1549的管脚图和时序图分别如图1和图2所示,假定DATA OUT接P1.0,CS 接P1.1,CLOCK接P1.2。
0 v3 f' }- b- F5 C0 P% l/ f1549的具体特性请查阅有关资料。$ s7 Z, ]0 D) `( I( L
, L8 Z; t$ b! w# e
tjk_2.gif (3208 字节)
9 J) R) i: }0 P5 g7 i8 R9 M0 w$ h9 D1 u
图2 TLC1549时序图
: ~2 b. k, e9 g
' X$ E0 a* i1 T e 例2 C语言程序与汇编语言程序的调用,其子程序如下:
p k8 B& u$ \, f/ q
0 u4 ]& ]1 I" {. K9 ]7 @& aPUBLIC AD ;入口地址5 y2 n% u; Q% v+ r
SEG_AD SEGMENT CODE ;程序段
4 X) h0 t$ E; u) l' B8 l+ B' j$ qRSEG SEG_AD- n) O" m4 v: s' K
USING 0
3 c! N" ^6 p3 e/ B8 b0 J AD: MOV R6,#009 W& E9 `# _/ ]6 W. m
MOV R7,#00! J& ^% S1 [, w7 }
SETB P1.1
3 B {; W8 {+ |& @: e/ }ACALL DELAY
. t! V, w4 G. ?: z% y8 L* }CLR P1.11 T' S! L- \9 V6 Z$ B
ACALL DELAY3 }: S9 |" Z! O# S
MOV R0,#10
" y0 K [: r8 ? h4 O% q3 ], \! r RR0: SETB P1.2
- p( `8 I6 y9 I" `NOP
$ {9 S6 |1 ^3 l& p) W2 LCLR P1.2$ |, o( ?, q8 W
DJNZ R0,RR0
8 r+ Y" U; X* }ACALL DELAY5 M: g! ~/ g, z" i0 g3 f2 ^
MOV 30H,R6 ;A/D转换的高 S M/ s1 b# f E- U1 g3 ]
;两位保存在R6中
9 u* n. h) @; @1 l6 oACALL CIR1 m: Q7 d7 P& v2 h% c, W% Z
MOV R6,30H! R% |6 r/ M+ e: W
SETB P1.2' D) w8 y5 v/ ]1 t: _, }* @
NOP2 G" y' S5 m, a7 B! f" }
CLR P1.2$ \5 P0 T+ C, [* @
MOV 30H,R65 g% Z4 V1 o) v6 Q, m; O8 k
ACALL CIR6 [: V( d% u' J
MOV R6,30H6 C7 o e" h( o/ b. W
MOV R0,#8 ;A/D转换的低4 K7 c/ Y9 c- D! ]0 m) v0 S+ l
;8位保存在R7中
$ @/ @% y0 Z1 R$ q0 r: I RR2: SETB P1.2. F4 C+ Y. P5 j4 @% }) b" L
NOP$ D0 r1 W8 x; K) l( m" ~
CLR P1.23 O' O/ B) d+ n) q9 o
MOV 30H,R7: j9 Q _& g( q6 Y: M
ACALL CIR
+ d" K4 D: X/ U9 g+ K& q1 D1 }2 tMOV R7,30H6 {3 [: }) M4 [5 i0 O' T9 }' j4 W
DJNZ R0,RR2
- g, H. I! M1 q# p: Q- `RET8 l ?' g: ^! G
CIR: CLR C2 F; \# s$ Q/ a4 N6 o
MOV C,P1.0 e( o& C8 @' \. F- p- q9 ^+ n Y! [2 P4 D
MOV A,30H7 f# r1 P8 v7 U8 d' T- n Y
RLC A
. g: a; L5 [7 B* H# ]. yMOV 30H,A
2 Z; W6 ?; i/ p5 X! a: {RET, F/ _2 d7 p' n% s( @' w
END
& ~0 a* r8 ]" U- C 在以上程序中,函数的返回值为一无符号整型数,根据调用规则,返回值的高位必须在R6中,低位在R7中,这样才可保证数据的传递不出错。另外,在调用过程中,必须注意寄存器的入栈。这样在以后用到A/D转换时,在C语言中调用汇编语言子程序AD()即可。
3 W" E+ n/ H$ a8 m/ E' S) w1 ?1 Q% u+ z( ~) }+ ]
3 C51中断处理过程
4 K9 M- m8 T& A
8 p( z. e4 J6 T" { C51编译器支持在C源程序中直接开发中断过程,因此减轻了使用汇编语言的繁琐工作,提高了开发效率。中断服务函数的完整语法如下:& s, \9 K/ D+ t( v% p* a
2 p+ n! J5 C& f* r4 p3 j. W
void 函数名(void)[模式]
z0 h) n3 ?. ~% C7 ^ [再入]interrupt n [using r]8 H7 S5 N" I7 d5 L3 O
; o# A8 ]9 K' f$ _0 A1 F2 v* M
其中n(0~31)代表中断号。C51编译器允许32个中断,具体使用哪个中断由80C51系列的芯片决定。r(0~3)代表第r组寄存器。在调用中断函数时,要求中断过程调用的函数所使用的寄存器组必须与其相同。"再入"用于说明中断处理函数有无"再入"能力。C51编译器及其对C语言的扩充允许编程者对中断所有方面的控制和寄存器组的使用。这种支持能使编程者创建高效的中断服务程序,用户只须在C语言下关心中断和必要的寄存器组切换操作。" u& G9 A2 t( U: u% Z) D" F, J( H
4 A- t. M2 a' t; L, ?+ x
例3 设单片机的fosc=12MHz,要求用T0的方式1编程,在P1.0脚输出周期为2ms的方波。' `0 }# ^ L/ o# N
6 N- F+ P T0 M4 M1 A: s+ @3 Z 用C语言编写的中断服务程序如下:% Q- w9 H$ h2 a* `, i6 G0 [) D2 l: k
1 V4 h$ C7 M( p' p0 k" o+ B8 F#include <reg51.h>4 B: m4 g- @6 V# w9 G- F6 ? f
sbit P1_0=P1^0;# O |/ q" B( {; I, g
void timer0(void)interrupt 1 using 1 {) v; }( x2 x+ |+ F6 V1 S X. z) V
/*T0中断服务程序入口*/& t6 R* v; V/ R# [( b: m
P1_0=!P1_0;
. @$ U3 b8 [" UTH0=-(1000/256); /*计数初值重装*/; ?8 L( N3 h. V1 M f
TL0=-(1000%256);
! ~0 j+ |- P- W$ Z}$ Z5 I8 b# f0 o, Q) z1 e
void main(void)
) O1 ] @- z5 H1 I+ u* U{" g, R9 i; |& p9 S1 ]# o ~
TMOD=0x01; /*T0工作在定时器方式1*/
/ Y+ E, W+ f3 F$ G/ o1 F) iP1_0=0;
* Z$ T, h" _) C, U; H6 [8 }: tTH0=-(1000/256); /*预置计数初值*/
4 u6 d. V* y2 a# g8 {; m9 r/ ?/ x, K) mTL0=-(1000%256);+ O, }! ~) t0 d7 Y& a
EA=1; /*CPU开中断*/* @/ j4 t% a& \5 H
ET0=1; /*T0开中断*/
9 F5 J' z6 r$ D U! R, `TR0=1; /*启动T0*/8 Q; u: R( X" L+ M; `& m
do{}while(1);
8 i$ p4 r8 n- W}
1 o7 z( R( a% c0 I# T 在编写中断服务程序时必须注意不能进行参数传递,不能有返回值。
* z4 p9 l# f U
0 X# j8 w- `1 X1 k( L4 结论
9 b2 h M& U' X7 B, S. z/ T2 s. g, F l% `( c
C51编译器不但可以缩短单片机控制系统的开发周期,而且易于调试和维护。此外,C51语言还有许多强大的功能,如提供丰富的库函数供用户直接调用,完整的编译控制指令为程序调试提供必要的符号信息等等。总之,C51语言是广大单片机开发人员的强有力的工具。 |
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