C51編程的一些概念

l C與匯編的接口

l C51軟件包中的通用文件

l 段名轉(zhuǎn)換與程序優(yōu)化

第一節(jié) 絕對(duì)地址訪問
C51提供了三種訪問絕對(duì)地址的方法：

1. 絕對(duì)宏：
在程序中，用“＃include”即可使用其中定義的宏來訪問絕對(duì)地址，包括：

CBYTE、XBYTE、PWORD、DBYTE、CWORD、XWORD、PBYTE、DWORD

具體使用可看一看absacc.h便知

例如：

rval=CBYTE[0x0002];指向程序存貯器的0002h地址

rval=XWORD [0x0002];指向外RAM的0004h地址

2. _at_關(guān)鍵字
直接在數(shù)據(jù)定義后加上_at_ const即可，但是注意：

(1)絕對(duì)變量不能被初使化；

(2)bit型函數(shù)及變量不能用_at_指定。

例如：

idata struct link list _at_ 0x40;指定list結(jié)構(gòu)從40h開始。

xdata char text[25b] _at_0xE000；指定text數(shù)組從0E000H開始

提示：如果外部絕對(duì)變量是I/O端口等可自行變化數(shù)據(jù)，需要使用volatile關(guān)鍵字進(jìn)行描述，請(qǐng)參考absacc.h。

3. 連接定位控制
此法是利用連接控制指令code xdata pdata data bdata對(duì)“段”地址進(jìn)行，如要指定某具體變量地址，則很有局限性，不作詳細(xì)討論。

第二節(jié) Keil C51與匯編的接口
1. 模塊內(nèi)接口
方法是用＃pragma語句具體結(jié)構(gòu)是：

#pragma asm

匯編行

#pragma endasm

這種方法實(shí)質(zhì)是通過asm與ndasm告訴C51編譯器中間行不用編譯為匯編行，因而在編譯控制指令中有SRC以控制將這些不用編譯的行存入其中。

2. 模塊間接口
C模塊與匯編模塊的接口較簡單，分別用C51與A51對(duì)源文件進(jìn)行編譯，然后用L51將obj文件連接即可，關(guān)鍵問題在于C函數(shù)與匯編函數(shù)之間的參數(shù)傳遞問題，C51中有兩種參數(shù)傳遞方法。

(1) 通過寄存器傳遞函數(shù)參數(shù)

最多只能有3個(gè)參數(shù)通過寄存器傳遞，規(guī)律如下表：

參數(shù)數(shù)目
char
int
long,float
一般指針

1

2

3
R7

R5

R3
R6 & R7

R4 & R5

R2 & R3
R4～R7

R4～R7
R1～R3

R1～R3

R1～R3

(2) 通過固定存儲(chǔ)區(qū)傳遞(fixed memory)

這種方法將bit型參數(shù)傳給一個(gè)存儲(chǔ)段中：

？function_name?BIT

將其它類型參數(shù)均傳給下面的段：？function_name?BYTE,且按照預(yù)選順序存放。

至于這個(gè)固定存儲(chǔ)區(qū)本身在何處，則由存儲(chǔ)模式默認(rèn)。

(3) 函數(shù)的返回值

函數(shù)返回值一律放于寄存器中，有如下規(guī)律：

return type
Registev
說明

bit
標(biāo)志位
由具體標(biāo)志位返回

char/unsigned char 1_byte指針
R7
單字節(jié)由R7返回

int/unsigned int 2_byte指針
R6 & R7
雙字節(jié)由R6和R7返回,MSB在R6

long&unsigned long
R4～R7
MSB在R4, LSB在R7

float
R4～R7
32Bit IEEE格式

一般指針
R1～R3
存儲(chǔ)類型在R3 高位R2 低R1

(4) SRC控制

該控制指令將C文件編譯生成匯編文件(.SRC)，該匯編文件可改名后，生成匯編.ASM文件，再用A51進(jìn)行編譯。

第三節(jié) Keil C51軟件包中的通用文件
在C51LiB目錄下有幾個(gè)C源文件，這幾個(gè)C源文件有非常重要的作用，對(duì)它們稍事修改，就可以用在自己的專用系統(tǒng)中。

1. 動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配
init_mem.C：此文件是初始化動(dòng)態(tài)內(nèi)存區(qū)的程序源代碼。它可以指定動(dòng)態(tài)內(nèi)存的位置及大小，只有使用了init_mem( )才可以調(diào)回其它函數(shù)，諸如malloc calloc,realloc等。

calloc.c：此文件是給數(shù)組分配內(nèi)存的源代碼，它可以指定單位數(shù)據(jù)類型及該單元數(shù)目。

malloc.c：此文件是malloc的源代碼，分配一段固定大小的內(nèi)存。

realloc.c：此文件是realloc.c源代碼，其功能是調(diào)整當(dāng)前分配動(dòng)態(tài)內(nèi)存的大小。

2. C51啟動(dòng)文件STARTUP.A51
啟動(dòng)文件STARTUP.A51中包含目標(biāo)板啟動(dòng)代碼，可在每個(gè)project中加入這個(gè)文件，只要復(fù)位，則該文件立即執(zhí)行，其功能包括：

l 定義內(nèi)部RAM大小、外部RAM大小、可重入堆棧位置

l 清除內(nèi)部、外部或者以此頁為單元的外部存儲(chǔ)器

l 按存儲(chǔ)模式初使化重入堆棧及堆棧指針

l 初始化8051硬件堆棧指針

l 向main( )函數(shù)交權(quán)

開發(fā)人員可修改以下數(shù)據(jù)從而對(duì)系統(tǒng)初始化

常數(shù)名 意義

IDATALEN 待清內(nèi)部RAM長度

XDATA START 指定待清外部RAM起始地址

XDATALEN 待清外部RAM長度

IBPSTACK 是否小模式重入堆棧指針需初始化標(biāo)志，1為需要。缺省為0

IBPSTACKTOP 指定小模式重入堆棧頂部地址

XBPSTACK 是否大模式重入堆棧指針需初始化標(biāo)志，缺省為0

XBPSTACKTOP 指定大模式重入堆棧頂部地址

PBPSTACK 是否Compact重入堆棧指針，需初始化標(biāo)志，缺省為0

PBPSTACKTOP 指定Compact模式重入堆棧頂部地址

PPAGEENABLE P2初始化允許開關(guān)

PPAGE 指定P2值

PDATASTART 待清外部RAM頁首址

PDATALEN 待清外部RAM頁長度

提示：如果要初始化P2作為緊湊模式高端地址，必須：PPAGEENAGLE＝1，PPAGE為P2值，例如指定某頁1000H－10FFH，則PPAGE＝10H，而且連接時(shí)必須如下：

L51 PDATA(1080H)，其中1080H是1000H－10FFH中的任一個(gè)值。

以下是STARTUP.A51代碼片斷，紅色是經(jīng)?？赡苄枰薷牡牡胤剑?/p>

;------------------------------------------------------------------------------

; This file is part of the C51 Compiler package

; Copyright KEIL ELEKTRONIK GmbH 1990

;------------------------------------------------------------------------------

; STARTUP.A51: This code is executed after processor reset.

;

; To translate this file use A51 with the following invocation:

;

; A51 STARTUP.A51

;

; To link the modified STARTUP.OBJ file to your application use the following

; L51 invocation:

;

; L51 , STARTUP.OBJ

;

;------------------------------------------------------------------------------

;

; User-defined Power-On Initialization of Memory

;

; With the following EQU statements the initialization of memory

; at processor reset can be defined:

;

; ; the absolute start-address of IDATA memory is always 0

IDATALEN EQU 80H ; the length of IDATA memory in bytes.

;

XDATASTART EQU 0H ; the absolute start-address of XDATA memory

XDATALEN EQU 0H ; the length of XDATA memory in bytes.

;

PDATASTART EQU 0H ; the absolute start-address of PDATA memory

PDATALEN EQU 0H ; the length of PDATA memory in bytes.

;

; Notes: The IDATA space overlaps physically the DATA and BIT areas of the

; 8051 CPU. At minimum the memory space occupied from the C51

; run-time routines must be set to zero.

;------------------------------------------------------------------------------

;

; Reentrant Stack Initilization

;

; The following EQU statements define the stack pointer for reentrant

; functions and initialized it:

;

; Stack Space for reentrant functions in the SMALL model.

IBPSTACK EQU 0 ; set to 1 if small reentrant is used.

IBPSTACKTOP EQU 0FFH+1 ; set top of stack to highest location+1.

;

; Stack Space for reentrant functions in the LARGE model.

XBPSTACK EQU 0 ; set to 1 if large reentrant is used.

XBPSTACKTOP EQU 0FFFFH+1; set top of stack to highest location+1.

;

; Stack Space for reentrant functions in the COMPACT model.

PBPSTACK EQU 0 ; set to 1 if compact reentrant is used.

PBPSTACKTOP EQU 0FFFFH+1; set top of stack to highest location+1.

;

;------------------------------------------------------------------------------

;

; Page Definition for Using the Compact Model with 64 KByte xdata RAM

;

; The following EQU statements define the xdata page used for pdata

; variables. The EQU PPAGE must conform with the PPAGE control used

; in the linker invocation.

;

PPAGEENABLE EQU 0 ; set to 1 if pdata object are used.

PPAGE EQU 0 ; define PPAGE number.

;

;------------------------------------------------------------------------------

3. 標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出文件
putchar.c

putchar.c是一個(gè)低級(jí)字符輸出子程，開發(fā)人員可修改后應(yīng)用到自己的硬件系統(tǒng)上，例如向CLD或LEN輸出字符。

缺?。簆utchar.c是向串口輸出一個(gè)字符XON|XOFF是流控標(biāo)志，換行符“*n”自動(dòng)轉(zhuǎn)化為回車/換行“rn”。

getkey.c

getkey函數(shù)是一個(gè)低級(jí)字符輸入子程，該程序可用到自己硬件系統(tǒng)，如矩陣鍵盤輸入中，缺省時(shí)通過串口輸入字符。 4. 其它文件
還包括對(duì)Watch-Dog有獨(dú)特功能的INIT.A51函數(shù)以及對(duì)8×C751適用的函數(shù)，可參考源代碼。

第四節(jié) 段名協(xié)定與程序優(yōu)化
1. 段名協(xié)定(Segment Naming Conventions)
C51編譯器生成的目標(biāo)文件存放于許多段中，這些段是代碼空間或數(shù)據(jù)空間的一些單元，一個(gè)段可以是可重定位的，也可以是絕對(duì)段，每一個(gè)可重定位的段都有一個(gè)類型和名字，C51段名有以下規(guī)定：

每個(gè)段名包括前綴與模塊名兩部分，前綴表示存儲(chǔ)類型，模塊名則是被編譯的模塊的名字，例如：

？CO？main1 ：表示main1模塊中的代碼段中的常數(shù)部分

？PR？function1？module 表module模塊中函數(shù)function1的可執(zhí)行段，具體規(guī)定參閱手冊(cè)。

2. 程序優(yōu)化
C51編譯器是一個(gè)具有優(yōu)化功能的編譯器，它共提供六級(jí)優(yōu)化功能。確保生成目標(biāo)代碼的最高效率(代碼最少，運(yùn)行速度最快)。具體六級(jí)優(yōu)化的內(nèi)容可參考幫助。

在C51中提供以下編譯控制指令控制代碼優(yōu)化：

OPTIMIZE(SJXE)：盡量采用子程序，使程序代碼減少。

NOAREGS：不使用絕對(duì)寄存器訪問，程序代碼與寄存器段獨(dú)立。

NOREGPARMS：參數(shù)傳遞總是在局部數(shù)據(jù)段實(shí)現(xiàn)，程序代碼與低版本C51兼容。

OPTIMIZE(SIZE)AK OPTIMIZE(speed)提供6級(jí)優(yōu)化功能，缺省為： OPTIMIZE(6,SPEED)。