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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。6 a, `' d4 V7 @% Y
1 j) K# W" H7 w* u$ V+ o4 [7 q
1 C51语言程序设计的基本技巧4 U3 X9 u7 y( [+ D- a' \9 u" @
- H1 d4 u ? M1 v- G# j: j: Y 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。
d5 _# w0 k( Q( }4 v8 I5 E& d" `; c8 }4 z
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:3 a* e/ W1 i+ L& D: g5 t- M; ?
! n' P( O: ]3 [( G2 \, S; X+ A 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:
2 n9 m% S1 u: J1 ^6 Q
( A2 ]8 \/ u! d#define flag 1
2 f: e1 c% H$ o/ L( V#ifdef flag==1
6 ^! W, P8 n$ J" A5 A" o% e8 C #define fosc 6M
7 f2 U3 o% m) p4 a9 f$ J delay=10;
% D9 q/ F4 ~% ~$ H# L#elif flag = = 0" }' R' y; g7 ~6 [. O/ d
#define fosc 8M
. a X: u+ B: p+ `2 X: ?( k delay=12;
8 F7 z" ]6 e! U- F& O, H4 g0 k9 N#else! j- S5 _, I' _6 w5 y# A; p
#define fosc 12M5 B" s6 u- P3 {0 `- u z
delay=20;
5 y% L' H1 c- @; f#endif" m) {4 B) O) `7 R- y9 ]; F
main()! ]' `/ K1 k: y
{1 g$ O' p$ g1 T. D3 v, I
for(I=0;I<delay;I++); n2 N9 m. w& I0 ?: G
}! O. M$ s; a# P1 d8 f: I( L- ~
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。0 D$ b! U0 ^$ A* }/ `+ ^
0 g! ~8 o! ~" z
2 C51语言与汇编语言程序的混合编程
, w! h3 N1 o. V% h8 L9 y9 u; y- _+ S& k( N
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)
; _ ?/ P- g8 V2 ]图1 TLC1549管脚图
" S9 S8 x3 t3 j: }6 _
* @2 J5 r0 T, @: s7 x 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。/ T& s5 P0 k1 X4 @: B
1549的具体特性请查阅有关资料。2 x2 c5 P4 S$ b; H4 A$ {) M! @
/ v& C9 o# m. t tjk_2.gif (3208 字节)
! r: F. `5 \! N6 c) N& y: R* b: m7 y3 L
图2 TLC1549时序图+ x0 d6 K8 ?3 \8 z
& ~6 d5 b7 v0 p 例2 C语言程序与汇编语言程序的调用,其子程序如下: Z* N' ~2 h( z% C, {
$ o6 U5 T# s* O3 l9 v# O
PUBLIC AD ;入口地址
; U' A% J4 a" ]/ DSEG_AD SEGMENT CODE ;程序段 ! g& j0 U: k- P- c' E$ \
RSEG SEG_AD" e" N8 f" O' E3 g' {
USING 00 ~( g8 F5 Q; `/ k# y4 Y
AD: MOV R6,#00
$ w6 j- F8 k: P ~8 VMOV R7,#00" Z, Q0 O1 T5 k1 x
SETB P1.16 r, ~! }8 i* s/ [
ACALL DELAY
) j# T( n/ H5 A& ]; h2 xCLR P1.1
9 M2 C1 c2 r- K; ZACALL DELAY _% V% ^9 R+ k! q# U# U! W
MOV R0,#10) a0 s( q" C/ w5 D; Z
RR0: SETB P1.2
) x7 E5 ^& b/ E$ X, NNOP
# X( s: K8 Q/ l8 mCLR P1.2' F" ?/ U% Z+ ]5 @: | l
DJNZ R0,RR04 Y* \9 r6 k1 b5 d2 X' Q
ACALL DELAY
; i. o6 @ ~" T. R3 ^MOV 30H,R6 ;A/D转换的高+ H0 G, J% f* S" _6 ] y1 I5 ]- G/ t
;两位保存在R6中
) \- q. V0 n) O% wACALL CIR: l- G& v' p7 u! X& [. o, L7 F
MOV R6,30H, _& [ L, F' W: i2 M6 H
SETB P1.22 j9 A+ {! R8 @! k& [8 ?" N
NOP. J) @- ^/ B7 N7 D% a. W5 C5 E
CLR P1.2, I( F" V# F% O% Q
MOV 30H,R6
* P9 D) E0 j, ?' \: h3 o, K0 uACALL CIR
( W4 F/ }1 q5 @7 T+ y# U* F- iMOV R6,30H
# L; T8 f7 p/ K) [7 n1 f; lMOV R0,#8 ;A/D转换的低8 c( V. S1 c3 T) K5 l6 ]- a' r
;8位保存在R7中6 V# G" ]/ {) k
RR2: SETB P1.29 \; W, a$ u8 @( f1 I
NOP5 I6 c% a. M& U( U+ Y$ C" k: a
CLR P1.2
' O5 T3 d% ?, ~. f i iMOV 30H,R7
4 Y9 S7 ^- C7 z0 @7 f* K- {+ bACALL CIR
- ~) V' |4 x% T0 P) kMOV R7,30H' B1 x/ n! X/ n4 g7 l2 Y D
DJNZ R0,RR2. _. N. b( w" K' Z# {
RET8 S4 L- T8 D# p2 s' [: ?3 ]; s
CIR: CLR C
& h. \; A9 K: E2 K0 K5 `MOV C,P1.0
: A8 F/ {3 D5 ^, YMOV A,30H
0 A E6 { d' W: ARLC A6 L7 x5 _. L: O! v/ t. M2 { f
MOV 30H,A C4 p0 c7 K0 t- {) Z1 C* |
RET
) O) M1 }* d' M5 C3 R" AEND
1 C1 s7 l# o4 w8 \# X4 b, D 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。 - g* F; _0 U4 X3 d# C
/ M a# l2 A% w! @5 E
3 C51中断处理过程# i8 O* Q6 A" L+ @) d
9 U5 L( j+ F/ N1 a; e/ F
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:3 E8 D! S/ u8 Z
/ k% R. w$ S7 M9 p void 函数名(void)[模式]( F) u- C a# I
[再入]interrupt n [using r]
( f( v3 Q, W# }- j9 [' ~1 C6 W& e0 H9 G2 q5 `* r+ v4 \
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。# F( ^3 @6 u, U2 ^; p
& Q6 @$ S# t) d0 ` 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。+ @8 T$ [! T1 r
1 l7 n0 q+ Z4 ^: f 用C语言编写的中断服务程序如下:7 ~( _2 H9 E" p
* g/ {$ d" |) i% x" x#include <reg51.h>3 A8 E0 K8 C0 F/ m/ c
sbit P1_0=P1^0;
, l6 M3 s6 k5 H6 j1 Kvoid timer0(void)interrupt 1 using 1 {) [. ?9 ?& m! v
/*T0中断服务程序入口*/' `8 K5 S( a8 u
P1_0=!P1_0;
3 Y3 G) ~- r/ |TH0=-(1000/256); /*计数初值重装*/
& v& B9 \& L0 W+ U( k( M/ dTL0=-(1000%256);
" I9 T6 `4 ~* d. a; B; e}
6 s/ Q8 q# r7 Vvoid main(void)
2 Y4 w9 q9 S$ O' J) s7 F% S( [" P{
# E y/ [% B: p0 yTMOD=0x01; /*T0工作在定时器方式1*/
; c/ Y, l4 J" b1 ^, HP1_0=0;! Y$ H7 a* {5 Y8 h) e7 h
TH0=-(1000/256); /*预置计数初值*/
; X# M6 _7 O* a# Q. @, K& OTL0=-(1000%256);
1 Q8 I/ d( ]' W- U% ` \EA=1; /*CPU开中断*/4 ?' S' P+ n1 L+ D/ j
ET0=1; /*T0开中断*/
4 q7 |* X& a- s6 ~( GTR0=1; /*启动T0*/
9 Y, o4 g- t5 K8 `9 h/ r( E& @1 I* ddo{}while(1);
" r3 j+ w8 I& J3 q# C% e. D}* ^% x3 ^9 k$ a3 U
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。
, X9 a) ?9 C3 Y; v( U; H7 w" \8 A% ^; g0 _+ L
4 结论
3 x' X* w4 u( q
" M/ A# ]2 o9 y 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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