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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 D z: M0 b) \7 m
" P! Q3 F- W8 m1 o4 S- V1 C51语言程序设计的基本技巧
7 Z' i& ]/ K& _7 S8 f7 ~' X4 o* ?5 e* ~8 A# @& S; k
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。/ O: A- z( ?' W9 A6 E
& }, T: b8 [6 n { 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:
: R9 r2 c) g. r: V3 h W: D% C8 ]0 K2 Q( s- k
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:
, S1 M# e- [& x# @( F1 i* u9 f1 l+ Z* l
#define flag 1' `& m6 d d0 b1 A8 \
#ifdef flag==1% L. C. D2 M# g9 D& Y
#define fosc 6M
h: D, \, V+ r1 p) S4 c6 f: ^8 h C* }# g delay=10;8 s7 Q( Z X/ D9 Z% m! t9 Y1 l c! a
#elif flag = = 00 V- s8 {& _8 s. H2 _- U" y# p
#define fosc 8M$ k. e' w+ x! n6 q4 P- e2 p6 C
delay=12;
O4 D/ v9 w3 \$ P#else1 H; D( t% r/ ^# I
#define fosc 12M
- b. f5 N0 b2 k4 w0 C8 o delay=20;# P' z( |) ^/ t% {& m
#endif/ f3 [; n2 e9 J7 f+ _+ L
main()5 G/ S9 R t6 _: J: j
{
. f: q3 N4 E0 g6 d! t2 E8 bfor(I=0;I<delay;I++);& h1 {( r2 u. e" j5 x
}& i) ~9 c2 M5 C
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。' X! P$ y+ K. h5 Z
, a: [5 J, }# ^' X7 k2 C51语言与汇编语言程序的混合编程# E- c# c5 V" w- W
. d2 R8 v# I0 b( P 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)
1 J2 d) @" K- G4 s1 B* k图1 TLC1549管脚图; k/ h8 B( n& _* D8 W" |
' T8 _- h( B( A
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。7 m5 t' x. R+ F. e: V+ j
1549的具体特性请查阅有关资料。/ a# e9 R) @, N+ u
/ c# v; y8 t1 o7 Z+ _' G
tjk_2.gif (3208 字节)
% c* X; p# W5 x+ N5 B" c* I3 d1 Z8 W& m; R
图2 TLC1549时序图! c% b! F- q7 c, f
# O( X. p. B; L9 K+ r& w8 s- a v: q 例2 C语言程序与汇编语言程序的调用,其子程序如下:
* u" R, A9 a, ]/ A$ g3 n
! d$ r: h$ o5 |6 BPUBLIC AD ;入口地址
+ y. v' W( @) t( @* q' `; l$ |SEG_AD SEGMENT CODE ;程序段 1 E: Y! X/ Z) k, _. X! y e @
RSEG SEG_AD
C4 C% b4 u3 D4 O4 e5 [' E" @USING 0" d' i4 @* |1 j- r& b. N( q" [& E9 j
AD: MOV R6,#00
$ i9 G7 Z K0 V5 F4 W6 \8 nMOV R7,#009 C, c; g1 g9 F7 @4 D. ^7 B/ l
SETB P1.1
8 R: ]$ v5 q: r* f: I& wACALL DELAY
6 `% y, B- k; h% Z$ l8 aCLR P1.1
" x* Z% j8 c% K- `8 I! s8 H9 dACALL DELAY
0 f& R$ F1 ]: o- L1 E/ |0 q0 yMOV R0,#10$ \3 c9 C0 r+ {/ R7 c
RR0: SETB P1.2
: m" J8 i# u: L3 s/ M8 dNOP. u/ J. u. l7 M0 i
CLR P1.2 k9 ^$ v8 w, M$ o. }& t( f7 `3 E
DJNZ R0,RR0
/ ]$ Q6 A( a, P$ C) B6 VACALL DELAY" z- R! f5 X5 ^% d6 i7 `
MOV 30H,R6 ;A/D转换的高9 g& @. p% y/ w. O% N+ [# G$ D
;两位保存在R6中% \) _) ^# c% _* t Q, Z
ACALL CIR
$ T' H/ I2 _0 R0 j. `MOV R6,30H: Y6 z% `& g- g \9 ~# c1 i& j
SETB P1.2; G0 l, M$ _* A# z) u. W; Y, {
NOP% Y6 V' r2 ^, x5 E9 l- e
CLR P1.2
& j. }# i' C; y7 YMOV 30H,R6
# O3 ^) j) R; g! l! \! yACALL CIR
5 Y' U6 I/ B" ]1 Q! ]7 r6 G8 e5 i+ lMOV R6,30H- L9 U- k& D- f/ v
MOV R0,#8 ;A/D转换的低
7 s/ u3 L- l2 Y% T9 d3 o$ I ;8位保存在R7中: U% r& O3 P* }$ }% F4 e7 Y' m+ u: d: U
RR2: SETB P1.2
6 b# @( ~6 p6 [$ U0 {/ [4 uNOP
- J# m& n6 ?* x( J( _CLR P1.2 f8 \/ b5 g" Q. t- r
MOV 30H,R79 S9 f4 Q0 u* b! ^
ACALL CIR
/ N% `1 x Z5 }8 @3 oMOV R7,30H4 j5 ~' N8 ^, b' b
DJNZ R0,RR2
0 c, W6 t/ b, D6 ?RET( ~0 t! [, ^6 [4 }) I
CIR: CLR C+ D+ {6 M- B% L9 N
MOV C,P1.0
& ^1 d- ^' J- G# j( M/ g( nMOV A,30H( ]/ e: |$ {. A* E M9 @. a G
RLC A+ v- T* R3 u# m) g. }
MOV 30H,A. M- ~+ ]9 D7 ^/ P3 \% |
RET0 t* j* |/ f- u% r1 g
END! f) C' q; Z$ N6 V: `, y6 ]
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。 8 \4 e& [, S) o/ [1 k' i9 Z
* H' [! q5 g: W t! Y8 W2 c4 y+ R3 C51中断处理过程
: [2 ?+ v2 o+ d
7 T ?3 h& D: d+ \3 O0 `, i; t/ w 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:
# Y2 m* h+ X# g4 w. |; D1 P1 S/ @8 Q' L: j" D* f0 ~) J% W
void 函数名(void)[模式]
/ c5 X+ \# Z X6 H; y [再入]interrupt n [using r]
, v( i1 x+ S/ j D. z
5 m- F% a7 I/ J: ^ 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。
/ z! W; n& h* Q" |# A& K6 D
- ^6 O' Q9 I; n# K/ H$ I9 W0 ?1 Z) 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。8 `0 B7 f9 [& z5 K
" z8 m- G* ?% i, A 用C语言编写的中断服务程序如下:
6 u6 |' }. }8 e, ]! _2 Y" W1 A5 x4 }' {- e1 E0 c
#include <reg51.h>
3 L: `. s8 a) v# r) E' isbit P1_0=P1^0;$ D p0 I! s3 ?; I( K* h3 k7 b
void timer0(void)interrupt 1 using 1 {: X8 n, O0 g9 Z( u- z3 H5 ^- E, \: a
/*T0中断服务程序入口*/
- t( f, s* F0 ^9 o; A2 EP1_0=!P1_0;
+ H- ?1 k3 N3 C1 [7 ]! ?$ r- }TH0=-(1000/256); /*计数初值重装*/
5 Y& @0 t# _# M5 L- ~- c% u. V( mTL0=-(1000%256);3 t& n+ ^+ B" Z3 X
} i4 |% Y# B% b% V$ x- x) x" N d
void main(void)6 }9 e3 ~/ L5 a" k# v0 X
{1 D/ X' K: o9 Q7 W( t3 X
TMOD=0x01; /*T0工作在定时器方式1*/7 X" O3 k7 b# |5 l. T# C
P1_0=0;
+ a2 L, o( Y: N1 R2 v! c% p: i; K: pTH0=-(1000/256); /*预置计数初值*/
) k8 H% B% b) o6 B4 G; m+ J9 WTL0=-(1000%256);
' z2 f4 p* b4 ~4 f! o; k4 YEA=1; /*CPU开中断*/
' \! z8 M& v kET0=1; /*T0开中断*// V- f- H" e3 W8 D
TR0=1; /*启动T0*/5 ]( a4 `9 H) k* _
do{}while(1);; P% Y, k6 A6 B% V+ J
}
9 O! l7 P9 p8 ^4 z1 |+ j 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。! N- b( e8 a5 X( j: |
) v+ g7 [9 G, L+ j7 T! D, z
4 结论9 ^" k; R7 Z+ T5 x# F* c. b
" m7 k7 F8 V+ C: {0 i) S8 S 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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