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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。
: [9 ^0 U) Q$ F% a& o `
" K' H2 ]! o) Y2 l5 p% J1 C51语言程序设计的基本技巧
/ }& ]. ]) \$ L2 w, H# N, y- r9 \# Z# C: X6 A. U
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。
]2 \* k) Y1 S6 i. N$ ]* A/ s( v; b* Z5 D
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:
% C! |" C( L' W& V/ |3 m: V
! b+ o' x& p" p) H! }& v 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:) }; F% }5 C1 L" m+ ?: q" G2 [
- O. ?( @9 Z5 K4 _: |
#define flag 1
* u% I1 ~6 O* s$ y#ifdef flag==1
$ r+ ~: ~- n$ W& @: w" z #define fosc 6M7 \5 v; e6 t a. c1 r
delay=10;1 A/ d K, i, A! N) K
#elif flag = = 0; ^% K3 u, s# L
#define fosc 8M
+ [% o! O# Y7 K3 D6 v( I delay=12;/ @, b/ @9 \( @6 {* X
#else
, A _2 J. n8 O#define fosc 12M. g2 L# m) ]* }7 \7 z
delay=20;6 \6 b/ C% ?3 u+ ]" N! @9 y1 X
#endif+ H6 v# u% ]) b8 ~' ?3 f
main()* P! n& ~- }4 G" A4 b
{
0 c& ?: ]# d. A* ]5 ufor(I=0;I<delay;I++);% I) a7 Y5 J$ o5 _/ S. J
}
9 ~6 Y/ J3 N; t* F" g 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。% `- `$ j& {0 I, Z1 W7 _
; T' r% l' o' z9 X2 g2 C51语言与汇编语言程序的混合编程
9 N. l$ w9 t+ O$ A( w& ~/ \" z
* s$ o# Z F4 Q2 c" | 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)' d0 r. A6 `! [
图1 TLC1549管脚图, q) ^* i6 D3 w; @
, b; J( r2 U: N1 c 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。
3 U6 ^/ L, |( N4 s/ n. U1 H J1549的具体特性请查阅有关资料。. i( a" i+ G- r! Z" x
3 I5 \7 z2 V! O) j" p9 \
tjk_2.gif (3208 字节)7 {2 m' [6 B( b7 U' _8 g) D
! x0 b* Q- g/ m& t; @
图2 TLC1549时序图- N- F9 g: X. k/ h/ j* @
5 Y/ Q7 S* e2 H& ~ 例2 C语言程序与汇编语言程序的调用,其子程序如下:2 i$ h2 c4 s; [! @9 F
E2 i( @8 s# J! ZPUBLIC AD ;入口地址
; r- H9 o) I7 B9 B; `( ySEG_AD SEGMENT CODE ;程序段 3 p8 _+ y0 X/ h* [/ }$ t5 g
RSEG SEG_AD
3 I1 x3 F$ E( ~8 BUSING 0, P* P, x$ c/ b- c: U2 B( Q% U
AD: MOV R6,#00
. }% T+ t2 j+ L3 B1 |: IMOV R7,#00
1 O/ o% T- [/ ]% c* V) ZSETB P1.1
# B- A$ f7 X' c Z9 K. b9 `ACALL DELAY
2 h M& E6 E/ W) y; hCLR P1.1! ?- U I D( b# q( @" `* s$ b
ACALL DELAY
: `' Y" V3 r8 KMOV R0,#101 I# \7 u0 _3 |& [) y- e+ R
RR0: SETB P1.2
$ J1 a+ f: i$ h9 Y7 _( uNOP
* @7 k0 d( O9 y2 K" vCLR P1.2
4 W0 T$ l+ `3 rDJNZ R0,RR01 V& _( c7 J, i5 K' K. R" F* u
ACALL DELAY+ ?- v) u3 w2 h ?6 r/ [# M* D
MOV 30H,R6 ;A/D转换的高0 E, `2 C2 q, b8 x2 f7 j
;两位保存在R6中
+ j0 y( F) g# G! b% Q+ VACALL CIR! F' ]# E: D) c
MOV R6,30H
( F! @1 A' g0 K, s4 ]) }SETB P1.2! v) J0 q, r, x. O9 s3 E5 u: z
NOP
" H* l K$ h r) u* h4 F$ |CLR P1.2
2 H9 k& E; E5 H! }MOV 30H,R6+ G& _0 D! `2 i' o; Q1 c' m# I
ACALL CIR
& w/ N: [8 b$ X( u3 r6 vMOV R6,30H9 `# e0 f1 @/ Y; [. t
MOV R0,#8 ;A/D转换的低
) o9 U' L% p& N1 ^! ?8 Z ;8位保存在R7中
# G; F2 S+ ]& _" }/ B% A RR2: SETB P1.2
( e. a$ A% ^1 p! }6 LNOP
$ ?( t" P. f& |( gCLR P1.2
6 w3 }5 Z1 M; B/ VMOV 30H,R7" l* A/ [7 F# r
ACALL CIR- g. \, l& i2 H% [& i7 J
MOV R7,30H+ X2 h8 @1 a, ^! W+ F h4 |" L* C
DJNZ R0,RR2" W- z4 Q# \3 Q5 j! d
RET
- L' v5 _. _- P# c4 e/ W CIR: CLR C6 |+ f$ Y& Y( K# A. b
MOV C,P1.07 p" K& J% C1 U/ C7 H
MOV A,30H
4 }" m2 R* w2 C9 x$ ~RLC A
( x- S0 ]2 Y7 n9 FMOV 30H,A: \* K5 L$ v1 }% s. |, J
RET
0 d/ l7 r" k. ^END
* N" j# W! w8 q7 ?" U, X 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。
! N- b% ]6 f% O5 ~$ a$ k
. x$ ]. C2 F$ o ]3 C51中断处理过程2 S r0 ~, t9 y' N8 j
) ~' ?, U; B) Y: P! P1 X 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:
1 g: N) F/ K; l/ W% t& Y
/ Z |: u% f( f. J5 C5 r5 \4 A) I void 函数名(void)[模式]5 E$ M2 ~1 }3 `
[再入]interrupt n [using r]% \* J. A# R9 D: B
4 u, W; i" {0 F6 C9 U; i8 K 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。
3 C$ C! g4 |9 J* n) p, b& e( H4 ^
( Z4 h" t; x' M% H; T 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。: }6 o' [' F( A% C! |
3 \; z, H2 g m& F" C' `7 R
用C语言编写的中断服务程序如下:2 ` p9 M+ ~& ^
, S: D3 _* M# p
#include <reg51.h>* d& @! P8 D2 X+ F# C
sbit P1_0=P1^0;
! c. z3 N) |) p7 c8 ^0 t1 Nvoid timer0(void)interrupt 1 using 1 {
4 C6 _: A9 X2 z$ n# P. r /*T0中断服务程序入口*/, C/ b( Y5 G( {4 D' J
P1_0=!P1_0;. o. O, U2 E$ t6 a
TH0=-(1000/256); /*计数初值重装*/) H- R7 @# x% \' J6 P1 w
TL0=-(1000%256);
5 @5 B2 a) t) J; n7 e3 O}5 i' w4 x* a& ?5 j( g
void main(void)
7 s. F) b6 n7 D# e4 ^{
$ \& w& C; [; Y# }TMOD=0x01; /*T0工作在定时器方式1*/4 e+ H, ?) H# x9 v+ \
P1_0=0;
# Z& i. u) b1 vTH0=-(1000/256); /*预置计数初值*/
1 g9 r @2 c* l6 QTL0=-(1000%256);4 w; i0 A# {5 j
EA=1; /*CPU开中断*/0 H: ^5 b ^# y& M" t5 r/ o2 u
ET0=1; /*T0开中断*/" w0 G5 U4 X: ]3 m! i
TR0=1; /*启动T0*/4 z: Z) @- o j
do{}while(1);
5 H" @0 g1 {9 y1 ^* L$ F, }$ h* z}2 j" S5 n5 S+ R; n* q
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。4 U9 F* Z/ {% C
4 T7 ^4 g( x8 B. M7 p! ^. \
4 结论7 k) v3 ]& w8 r2 s# @
: m+ j: j; Z' O @) z
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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