wdefu 2007-3-14 18:05
C51语言应用编程的若干问题
[font=宋体]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。[/font][font=宋体][color=#800040][size=9pt]1 Ｃ51语言程序设计的基本技巧[/size][/color][/font]
[font=宋体][size=9pt] 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。[/size][/font]
[font=宋体][size=9pt] 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：[/size][/font]
[font=宋体][size=9pt] 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：[/size][/font]
[indent][table=98%][tr][td=2,1][font=宋体][size=9pt]#define flag 1[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,15%][/td][td=1,1,85%][font=宋体][size=9pt]#ifdef flag＝＝1[/size][/font][/td][/tr][tr][td=2,1][font=宋体][size=9pt] #define fosc 6M[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,15%][/td][td=1,1,85%][font=宋体][size=9pt] delay=10;[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,15%][/td][td=1,1,85%][font=宋体][size=9pt]#elif flag ＝ ＝ ０[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,15%][/td][td=1,1,85%][font=宋体][size=9pt]#define fosc 8M[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,15%][/td][td=1,1,85%][font=宋体][size=9pt] delay=12;[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,15%][/td][td=1,1,85%][font=宋体][size=9pt]#else[/size][/font][/td][/tr][tr][td=2,1][font=宋体][size=9pt]#define fosc 12M[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,15%][/td][td=1,1,85%][font=宋体][size=9pt] delay=20;[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,15%][/td][td=1,1,85%][font=宋体][size=9pt]#endif[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,15%][/td][td=1,1,85%][font=宋体][size=9pt]main()[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,15%][/td][td=1,1,85%][font=宋体][size=9pt]{ [/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,15%][/td][td=1,1,85%][font=宋体][size=9pt]for(I=0;I<delay;I++);[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,15%][/td][td=1,1,85%][font=宋体][size=9pt]}[/size][/font][/td][/tr][/table][/indent][font=宋体][size=9pt] 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。[/size][/font]
[font=宋体][color=#800040][size=9pt]2 C51语言与汇编语言程序的混合编程[/size][/color][/font]
[table=98%][tr][td=1,1,51%][font=宋体][size=9pt] 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。[/size][/font][/td][td=1,1,4%][/td][td=1,1,45%][img=215,88]http://www.mcufan.com/article/C51-question.files/tjk_1.gif[/img] [align=center][font=宋体][size=9pt]图1 TLC1549管脚图[/size][/font][/align][/td][/tr][/table][size=9pt][font=宋体] 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。
1549的具体特性请查阅有关资料。[/font][/size]
[font=宋体][size=9pt] [/size][/font][img=545,188]http://www.mcufan.com/article/C51-question.files/tjk_2.gif[/img]
[align=center][font=宋体][size=9pt]图2 TLC1549时序图[/size][/font][/align][font=宋体][size=9pt] 例2 C语言程序与汇编语言程序的调用，其子程序如下：[/size][/font]
[indent][table=98%][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]PUBLIC AD ；入口地址[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]SEG_AD SEGMENT CODE ；程序段 [/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]RSEG SEG_AD[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]USING 0[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,9%][font=宋体][size=9pt] AD: [/size][/font][/td][td=1,1,91%][font=宋体][size=9pt]MOV R6,#00[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]MOV R7,#00[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]SETB P1.1[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]ACALL DELAY[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]CLR P1.1[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]ACALL DELAY[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]MOV R0,#10[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][font=宋体][size=9pt] RR0:[/size][/font][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]SETB P1.2[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]NOP[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]CLR P1.2[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]DJNZ R0,RR0[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]ACALL DELAY[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]MOV 30H,R6 ；A/D转换的高[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt] ；两位保存在R6中[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]ACALL CIR [/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]MOV R6,30H[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]SETB P1.2[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]NOP[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]CLR P1.2[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]MOV 30H,R6[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]ACALL CIR[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]MOV R6,30H [/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]MOV R0,#8 ；A/D转换的低[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt] ；8位保存在R7中[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][font=宋体][size=9pt] RR2:[/size][/font][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]SETB P1.2[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]NOP[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]CLR P1.2[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]MOV 30H,R7[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]ACALL CIR[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]MOV R7,30H [/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]DJNZ R0,RR2[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]RET[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][font=宋体][size=9pt] CIR:[/size][/font][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]CLR C[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]MOV C,P1.0[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]MOV A,30H[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]RLC A[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]MOV 30H,A[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]RET[/size][/font][/td][/tr][tr][td=1,1,4%][/td][td=1,1,133%][font=宋体][size=9pt]END[/size][/font][/td][/tr][/table][/indent][font=宋体][size=9pt] 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。 [/size][/font]
[b][font=宋体][color=#800040][size=9pt]3 C51中断处理过程[/size][/color][/font]
[font=宋体][size=9pt] 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：[/size][/font]
[font=宋体][size=9pt] void 函数名（void）［模式］
［再入］interrupt [i]n[/i] [using [i]r[/i]][/size][/font]
[font=宋体][size=9pt] 其中[i]n[/i]（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。[i]r[/i]（0～3）代表第[i]r[/i]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。[/size][/font]
[font=宋体][size=9pt] 例3 设单片机的[i]f[/i]osc=12MHz，要求用Ｔ0的方式１编程，在P1.0脚输出周期为2ms的方波。[/size][/font]
[font=宋体][size=9pt] 用C语言编写的中断服务程序如下：[/size][/font]
[indent][table=98%][tr][td][font=宋体][size=9pt]＃include <reg51.h>[/size][/font][/td][/tr][tr][td][font=宋体][size=9pt]sbit P1_0=P1^0;[/size][/font][/td][/tr][tr][td][font=宋体][size=9pt]void timer0(void)interrupt 1 using 1 { [/size][/font][/td][/tr][tr][td][font=宋体][size=9pt] /*T0中断服务程序入口*/[/size][/font][/td][/tr][tr][td][font=宋体][size=9pt]P1_0=!P1_0;[/size][/font][/td][/tr][tr][td][font=宋体][size=9pt]TH0=-(1000/256); /*计数初值重装*/[/size][/font][/td][/tr][tr][td][font=宋体][size=9pt]TL0=-(1000%256);[/size][/font][/td][/tr][tr][td][font=宋体][size=9pt]}[/size][/font][/td][/tr][tr][td][font=宋体][size=9pt]void main(void)[/size][/font][/td][/tr][tr][td][font=宋体][size=9pt]{[/size][/font][/td][/tr][tr][td][font=宋体][size=9pt]TMOD=0x01; /*T0工作在定时器方式1*/[/size][/font][/td][/tr][tr][td][font=宋体][size=9pt]P1_0=0;[/size][/font][/td][/tr][tr][td][font=宋体][size=9pt]TH0=-(1000/256); /*预置计数初值*/[/size][/font][/td][/tr][tr][td][font=宋体][size=9pt]TL0=-(1000%256);[/size][/font][/td][/tr][tr][td][font=宋体][size=9pt]EA=1; /*CPU开中断*/[/size][/font][/td][/tr][tr][td][font=宋体][size=9pt]ET0=1; /*T0开中断*/[/size][/font][/td][/tr][tr][td][font=宋体][size=9pt]TR0=1; /*启动T0*/[/size][/font][/td][/tr][tr][td][font=宋体][size=9pt]do{}while(1);[/size][/font][/td][/tr][tr][td][font=宋体][size=9pt]}[/size][/font][/td][/tr][/table][/indent][font=宋体][size=9pt] 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。[/size][/font]
[b][font=宋体][color=#800040][size=9pt]4 结论[/size][/color][/font][/b]
[font=宋体][size=9pt] 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。[/size][/font]
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