C51語言應用程式設計的若干問題

2006-05-11 10:01:56

c51語言應用程式設計的若干問題

摘要簡要介紹了franklin c51交叉編譯器的特點，較詳細地討論了c51語言程式設計的基本技巧及其與組合語言程式的混合程式設計、中斷處理過程等實際問題，並給出了相應的處理程式。

在研製微控制器應用系統時，組合語言是一種常用的軟體工具。它能直接操作硬體，指令的執行速度快。但其指令系統的固有格式受硬體結構的限制很大，且難於編寫與除錯，可移植性也差。隨著微控制器硬體效能的提高，其工作速度越來越快，因此在編寫微控制器應用系統程式時，更著重於程式本身的編寫效率。而franklin c51交叉編譯器是專為80c51系列微控制器設計的一種高效的c語言編譯器，使用它可以縮短開發周期，降低開發成本，而且開發出的系統易於維護，可靠性高，可移植性好，即使在**的使用效率上，也完全可以和組合語言相比，因此目前它已成為開發80c51系列微控制器的流行工具。

1 ｃ51語言程式設計的基本技巧

c語言是一種高階程式語言，它提供了十分完備的規範化流程控制結構。因此採用c51語言設計微控制器應用系統程式時，首先要盡可能地採用結構化的程式設計方法，這樣可使整個應用系統程式結構清晰，易於除錯和維護。對於乙個較大的程式，可將整個程式按功能分成若干個模組，不同的模組完成不同的功能。對於不同的功能模組，分別指定相應的入口引數和出口引數，而經常使用的一些程式最好編成函式，這樣既不會引起整個程式管理的混亂，還可增強可讀性，移植性也好。

在程式設計過程中，要充分利用c51語言的預處理命令。對於一些常用的常數，如true，false，pi以及各種特殊功能暫存器，或程式中一些重要的依據外界條件可變的常量，可採用巨集定義"＃define"或集中起來放在乙個標頭檔案中進行定義，再採用檔案包含命令"＃include"將其加入到程式中去。這樣當需要修改某個參量時，只須修改相應的包含檔案或巨集定義，而不必對使用它們的每個程式檔案都作修改，從而有利於檔案的維護和更新。現舉例說明如下：

例1 對於不同的微控制器晶振，程式取不同的延時時間，而且可根據外界條件的變化修改延時時間的長短。對於這樣的程式，可利用巨集定義和條件編譯來實現。程式如下：

#define flag 1

#ifdef flag＝＝1

#define fosc 6m

delay=10;

#elif flag ＝＝０

#define fosc 8m

delay=12;

#else

#define fosc 12m

delay=20;

#endif

main()

這樣源程式不作任何修改就可適用於不同時鐘頻率的微控制器系統，並可根據情況的不同取不同的delay值，完成不同的目的。

2 c51語言與組合語言程式的混合程式設計

c51編譯器能對c語言源程式進行高效率的編譯，生成高效簡潔的**，在絕大多數場合採用c語言程式設計即可完成預期的目的。但有時為了程式設計直觀或某些特殊位址的處理，還須採用一定的組合語言程式設計。而在另一些場合，出於某種目的，組合語言也可呼叫c語言。在這種混合程式設計中，關鍵是引數的傳遞和函式的返回值。它們必須有完整的約定，否則資料的交換就可能出錯。下面就以力源公司的10位序列a/d轉換器tlc1549 為例說明c語言程式與組合語言程式的呼叫。

圖1 tlc1549管腳圖

1549的管腳圖和時序圖分別如圖1和圖2所示，假定data out接p1.0，cs 接p1.1，clock接p1.2。

1549的具體特性請查閱有關資料。

圖2 tlc1549時序圖

例2 c語言程式與組合語言程式的呼叫，其子程式如下：

public ad ；入口位址

seg_ad segment code　；程式段　

rseg seg_ad

using 0

ad:

mov r6,#00

mov r7,#00

setb p1.1

acall delay

clr p1.1

acall delay

mov r0,#10

rr0:

setb p1.2

nopclr p1.2

djnz r0,rr0

acall delay

mov 30h,r6 ；a/d轉換的高

；兩位儲存在r6中

acall cir

mov r6,30h

setb p1.2

nopclr p1.2

mov 30h,r6

acall cir

mov r6,30h

mov r0,#8 ；a/d轉換的低

；8位儲存在r7中

rr2:

setb p1.2

nopclr p1.2

mov 30h,r7

acall cir

mov r7,30h

djnz r0,rr2

retcir:

clr c

mov c,p1.0

mov a,30h

rlc a

mov 30h,a

retend

在以上程式中，函式的返回值為一無符號整型數，根據呼叫規則，返回值的高位必須在r6中，低位在r7中，這樣才可保證資料的傳遞不出錯。另外，在呼叫過程中，必須注意暫存器的入棧。這樣在以後用到a/d轉換時，在c語言中呼叫組合語言子程式ad（）即可。　

3 c51中斷處理過程

c51編譯器支援在c源程式中直接開發中斷過程，因此減輕了使用組合語言的繁瑣工作，提高了開發效率。中斷服務函式的完整語法如下：

void　函式名（void）［模式］

［再入］interrupt n [using r]

其中n（0～31）代表中斷號。c51編譯器允許32個中斷，具體使用哪個中斷由80c51系列的晶元決定。r（0～3）代表第r組暫存器。在呼叫中斷函式時，要求中斷過程呼叫的函式所使用的暫存器組必須與其相同。"再入"用於說明中斷處理函式有無"再入"能力。c51編譯器及其對c語言的擴充允許程式設計者對中斷所有方面的控制和暫存器組的使用。這種支援能使程式設計者建立高效的中斷服務程式，使用者只須在c語言下關心中斷和必要的暫存器組切換操作。

例3 設微控制器的fosc=12mhz，要求用ｔ0的方式１程式設計，在p1.0腳輸出週期為2ms的方波。

用c語言編寫的中斷服務程式如下：

＃include

sbit p1_0=p1^0;

void timer0(void)interrupt 1 using 1

void main(void)

while(1);

}

在編寫中斷服務程式時必須注意不能進行引數傳遞，不能有返回值。

4 結論

c51編譯器不但可以縮短微控制器控制系統的開發周期，而且易於除錯和維護。此外，c51語言還有許多強大的功能，如提供豐富的庫函式供使用者直接呼叫，完整的編譯控制指令為程式除錯提供必要的符號資訊等等。總之，c51語言是廣大微控制器開發人員的強有力的工具。

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