C51语言应用编程的若干问题

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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。
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" K' H2 ]! o) Y2 l5 p% J1 Ｃ51语言程序设计的基本技巧
/ }& ]. ]) \$ L2 w, H# N, 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。
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    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：

#define     flag 1
* u% I1 ~6 O* s$ y#ifdef     flag＝＝1
$ r+ ~: ~- n$ W& @: w" z   #define  fosc  6M
  delay=10;
#elif     flag ＝ ＝ ０
#define   fosc    8M
+ [% o! O# Y7 K3 D6 v( I  delay=12;
#else
, A  _2 J. n8 O#define    fosc   12M
  delay=20;
#endif
main()
{
0 c& ?: ]# d. A* ]5 ufor(I=0;I<delay;I++);
}
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。

; 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)
图1 TLC1549管脚图

, 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。

　tjk_2.gif (3208 字节)

图2 TLC1549时序图

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：

  E2 i( @8 s# J! ZPUBLIC AD     ；入口地址
; r- H9 o) I7 B9 B; `( ySEG_AD SEGMENT CODE　；程序段　
RSEG SEG_AD
3 I1 x3 F$ E( ~8 BUSING 0
   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
ACALL DELAY
: `' Y" V3 r8 KMOV R0,#10
   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,RR0
ACALL DELAY
MOV 30H,R6     ；A/D转换的高
              ；两位保存在R6中
+ j0 y( F) g# G! b% Q+ VACALL CIR
MOV R6,30H
( F! @1 A' g0 K, s4 ]) }SETB P1.2
NOP
" H* l  K$ h  r) u* h4 F$ |CLR P1.2
2 H9 k& E; E5 H! }MOV 30H,R6
ACALL CIR
& w/ N: [8 b$ X( u3 r6 vMOV R6,30H
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
ACALL CIR
MOV R7,30H
DJNZ R0,RR2
RET
- L' v5 _. _- P# c4 e/ W   CIR:        CLR C
MOV C,P1.0
MOV A,30H
4 }" m2 R* w2 C9 x$ ~RLC A
( x- S0 ]2 Y7 n9 FMOV 30H,A
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

    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］
    ［再入］interrupt n [using r]

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。

    用C语言编写的中断服务程序如下：

＃include <reg51.h>
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*/
P1_0=!P1_0;
TH0=-(1000/256);      /*计数初值重装*/
TL0=-(1000%256);
5 @5 B2 a) t) J; n7 e3 O}
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*/
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);
EA=1;            /*CPU开中断*/
ET0=1;           /*T0开中断*/
TR0=1;           /*启动T0*/
do{}while(1);
5 H" @0 g1 {9 y1 ^* L$ F, }$ h* z}
  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 结论

    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。

Wenghezhong

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