基于PICC 編譯環(huán)境編寫PIC單片機(jī)程序

目前，Microchip 公司生產(chǎn)的PIC系列單片機(jī)以其低成本、低功耗、高性能、開發(fā)速 度快且一次性用戶可編程等優(yōu)點(diǎn)迅速占領(lǐng)了國內(nèi)市場(chǎng)，成為國內(nèi)銷售量最大的單片機(jī)，但國內(nèi)介紹他的C語言開發(fā)工具的書籍和文章卻比較少，而且用的人也不多，在用其開發(fā)的過程 中給廣大程序員帶來了許多困難和不便。

Microchip 公司自己沒有針對(duì)中低檔系列PIC單片機(jī)的C 語言編譯器，但很多專業(yè)的 第三方 公司有眾多支持PIC 單片機(jī)的C 語言編譯器提供，常見的有Hitech，CCS，IAR，Bytecraft 等公司。Hitech 公司的PICC 編譯器穩(wěn)定可靠，編譯生成的代碼效率高，在用PIC 單片 機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)的工程師群體中得到廣泛認(rèn)可。因此，本文主要以Hi-Tech PICC為基 礎(chǔ)，介紹PIC的C語言的基本特點(diǎn)。

1HiTech PICC和 ANSI C 的異同及HiTech PICC語言的特點(diǎn)

除了PICC不支持函數(shù)的遞歸調(diào)用外，PICC 基本上符合ANSI 標(biāo)準(zhǔn)，其主要原因是因?yàn)镻IC 單片機(jī)特殊的堆棧結(jié)構(gòu)。PIC 單片機(jī)中的堆棧是硬件實(shí)現(xiàn)的，其深度已隨芯片而固定，無法 實(shí)現(xiàn)需要大量堆棧操作的遞歸算法；另外在PIC 單片機(jī)中實(shí)現(xiàn)軟件堆棧的效率也不是很高，為此，PICC 編譯器采用一種“靜態(tài)覆蓋”技術(shù)以實(shí)現(xiàn)對(duì)C 語言函數(shù)中的局部變量分配固定的地址空間。經(jīng)這樣處理后產(chǎn)生出的機(jī)器代碼效率很高，當(dāng)代碼量超過4 kB后，C 語言編譯出的代碼長度和全部用匯編代碼實(shí)現(xiàn)時(shí)的差別已經(jīng)不是很大（10%），當(dāng)然前提是在整個(gè)C代碼編寫過程中需時(shí)時(shí)注意所編寫語句的效率。

2PICC中的變量

PICC中的變量類型和標(biāo)準(zhǔn)C一樣，這里不再重復(fù)。為了使編譯器產(chǎn)生最高效的機(jī)器碼，PICC把單片機(jī)中數(shù)據(jù)寄存器的bank 問題交由編程員自己管理，因此在定義用戶變量時(shí)必須自己 決定這些變量具體放在哪一個(gè)bank 中。如果沒有特別指明，所定義的變量將被定位在bank0。定義在其他bank 內(nèi)的變量前面必須加上相應(yīng)的bank 序號(hào)，例如：

bank1 unsigned char temp;//變量定位在bank1 中

中檔系列PIC單片機(jī)數(shù)據(jù)寄存器的一個(gè)bank 大小為128 B，刨去前面若干字節(jié)的特殊功能寄 存器區(qū)域，在C語言中某一bank內(nèi)定義的變量字節(jié)總數(shù)不能超過可用RAM字節(jié)數(shù)。如果超過ba nk 容量，在最后連接時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)，大致信息如下：
　
連接器提示總共有0x12C（300）個(gè)字節(jié)準(zhǔn)備放到bank1 中但bank1 容量不夠。雖然變量所在的bank定位必須由編程員自己決定，但在編寫源程序時(shí)進(jìn)行變量存取操作前無需再特意編 寫設(shè)定bank 的指令。C 編譯器會(huì)根據(jù)所操作的對(duì)象自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)bank 設(shè)定的匯編指令。為 避免頻繁的bank 切換以提高代碼效率，盡量把實(shí)現(xiàn)同一任務(wù)的變量定位在同一個(gè)bank 內(nèi)； 對(duì)不同bank 內(nèi)的變量進(jìn)行讀寫操作時(shí)也盡量把位于相同bank 內(nèi)的變量歸并在一起進(jìn)行連續(xù) 操作。

bit 型位變量只能是全局的或靜態(tài)的。PICC 將把定位在同一bank 內(nèi)的8 個(gè)位變量合并成一個(gè)字節(jié)存放于一個(gè)固定地址。PICC 對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間實(shí)行位編址，0x000 單元的第0 位 是位地址0x0000，以此后推，每個(gè)字節(jié)有8 個(gè)位地址。如果一個(gè)位變量flag1 被編址為0x12 3，那么實(shí)際的存儲(chǔ)空間位于：
　　字節(jié)地址＝0x123/8 = 0x24
　　位偏移＝0x123%8 = 3

即flag1 位變量位于地址為0x24 字節(jié)的第3 位。在程序調(diào)試時(shí)如果要觀察flag1 的變化， 必須觀察地址為0x24 的字節(jié)而不是0x123。PICC 在編譯原代碼時(shí)只要有可能，對(duì)普通變量 的操作也將以最簡(jiǎn)單的位操作指令來實(shí)現(xiàn)。假設(shè)一個(gè)字節(jié)變量tmp 最后被定位在地址0x20,那么
　　
　　另外，函數(shù)可以返回一個(gè)位變量，實(shí)際上此返回的位變量將存放于單片機(jī)的進(jìn)位位中帶出返回。