KeilC51使用詳解 (二)

深入理解并應(yīng)用C51對(duì)標(biāo)準(zhǔn)ANSIC的擴(kuò)展是學(xué)習(xí)C51的關(guān)鍵之一。因?yàn)榇蠖鄶?shù)擴(kuò)展功能都是直接針對(duì)8051系列CPU硬件的。大致有以下8類：l 8051存儲(chǔ)類型及存儲(chǔ)區(qū)域l 存儲(chǔ)模式l 存儲(chǔ)器類型聲明l 變量類型聲明l 位變量與位尋址l 特殊功能寄存器(SFR)l C51指針l 函數(shù)屬性具體說(shuō)明如下(8031為缺省CPU)。

第一節(jié) Keil C51擴(kuò)展關(guān)鍵字

C51 V4.0版本有以下擴(kuò)展關(guān)鍵字(共19個(gè))：_at_ idata sfr16 alien interrupt smallbdata large _task_ Code bit pdatausing reentrant xdata compact sbit data sfr

第二節(jié) 內(nèi)存區(qū)域(Memory Areas)：

1. Pragram Area：

由Code說(shuō)明可有多達(dá)64kBytes的程序存儲(chǔ)器

2. Internal Data Memory:

內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可用以下關(guān)鍵字說(shuō)明：data：直接尋址區(qū)，為內(nèi)部RAM的低128字節(jié) 00H～7FHidata：間接尋址區(qū)，包括整個(gè)內(nèi)部RAM區(qū) 00H～FFHbdata：可位尋址區(qū)， 20H～2FH

3. External Data Memory

外部RAM視使用情況可由以下關(guān)鍵字標(biāo)識(shí)：xdata：可指定多達(dá)64KB的外部直接尋址區(qū)，地址范圍0000H～0FFFFHpdata：能訪問(wèn)1頁(yè)(25bBytes)的外部RAM，主要用于緊湊模式(Compact Model)。

4. Speciac Function Register Memory

8051提供128Bytes的SFR尋址區(qū)，這區(qū)域可位尋址、字節(jié)尋址或字尋址，用以控制定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、串口、I/O及其它部件，可由以下幾種關(guān)鍵字說(shuō)明：sfr：字節(jié)尋址 比如 sfr P0=0x80;為PO口地址為80H，“＝”后H～FFH之間的常數(shù)。sfr16：字尋址，如sfr16 T2=0xcc;指定Timer2口地址T2L=0xcc T2H=0xCDsbit：位尋址，如sbit EA=0xAF;指定第0xAF位為EA，即中斷允許還可以有如下定義方法：sbit 0V=PSW^2；(定義0V為PSW的第2位)sbit 0V＝0XDO^2；(同上)或bit 0V-＝0xD2(同上)。

第三節(jié) 存儲(chǔ)模式

存儲(chǔ)模式?jīng)Q定了沒(méi)有明確指定存儲(chǔ)類型的變量，函數(shù)參數(shù)等的缺省存儲(chǔ)區(qū)域，共三種：

1. Small模式

所有缺省變量參數(shù)均裝入內(nèi)部RAM，優(yōu)點(diǎn)是訪問(wèn)速度快，缺點(diǎn)是空間有限，只適用于小程序。

2. Compact模式

所有缺省變量均位于外部RAM區(qū)的一頁(yè)(256Bytes)，具體哪一頁(yè)可由P2口指定，在STARTUP.A51文件中說(shuō)明，也可用pdata指定，優(yōu)點(diǎn)是空間較Small為寬裕速度較Small慢，較large要快，是一種中間狀態(tài)。

3. large模式

所有缺省變量可放在多達(dá)64KB的外部RAM區(qū)，優(yōu)點(diǎn)是空間大，可存變量多，缺點(diǎn)是速度較慢。提示：存儲(chǔ)模式在C51編譯器選項(xiàng)中選擇。

第四節(jié) 存儲(chǔ)類型聲明

變量或參數(shù)的存儲(chǔ)類型可由存儲(chǔ)模式指定缺省類型，也可由關(guān)鍵字直接聲明指定。各類型分別用：code,data,idata,xdata,pdata說(shuō)明，例：data uar1char code array[ ]＝“hello!”;unsigned char xdata arr[10][4][4]；

第五節(jié) 變量或數(shù)據(jù)類型

C51提供以下幾種擴(kuò)展數(shù)據(jù)類型：bit 位變量值為0或1sbit 從字節(jié)中定義的位變量 0或1sfr sfr字節(jié)地址 0～255sfr16 sfr字地址 0～65535其余數(shù)據(jù)類型如：char,enum,short,int,long,float等與ANSI C相同。

第六節(jié) 位變量與聲明

1. bit型變量

bit型變量可用變量類型，函數(shù)聲明、函數(shù)返回值等，存貯于內(nèi)部RAM20H～2FH。注意：(1) 用＃pragma disable說(shuō)明函數(shù)和用“usign”指定的函數(shù)，不能返回bit值。(2) 一個(gè)bit變量不能聲明為指針，如bit *ptr；是錯(cuò)誤的(3) 不能有bit數(shù)組如：bit arr[5]；錯(cuò)誤。

2. 可位尋址區(qū)說(shuō)明20H－2FH

可作如下定義：int bdata i；char bdata arr[3]，然后：sbit bito＝in0；sbit bit15=I^15；sbit arr07=arr[0]^7；sbit arr15=arr[i]^7；

第七節(jié) Keil C51指針

C51支持一般指針(Generic Pointer)和存儲(chǔ)器指針(Memory_Specific Pointer).

1. 一般指針

一般指針的聲明和使用均與標(biāo)準(zhǔn)C相同，不過(guò)同時(shí)還可以說(shuō)明指針的存儲(chǔ)類型，例如：long * state;為一個(gè)指向long型整數(shù)的指針，而state本身則依存儲(chǔ)模式存放。char * xdata ptr；ptr為一個(gè)指向char數(shù)據(jù)的指針，而ptr本身放于外部RAM區(qū)，以上的long,char等指針指向的數(shù)據(jù)可存放于任何存儲(chǔ)器中。一般指針本身用3個(gè)字節(jié)存放，分別為存儲(chǔ)器類型，高位偏移，低位偏移量。

2. 存儲(chǔ)器指針

基于存儲(chǔ)器的指針說(shuō)明時(shí)即指定了存貯類型，例如：char data * str;str指向data區(qū)中char型數(shù)據(jù)int xdata * pow; pow指向外部RAM的int型整數(shù)。這種指針存放時(shí)，只需一個(gè)字節(jié)或2個(gè)字節(jié)就夠了，因?yàn)橹恍璐娣牌屏俊?/p>

3. 指針轉(zhuǎn)換

即指針在上兩種類型之間轉(zhuǎn)化：l 當(dāng)基于存儲(chǔ)器的指針作為一個(gè)實(shí)參傳遞給需要一般指針的函數(shù)時(shí)，指針自動(dòng)轉(zhuǎn)化。l 如果不說(shuō)明外部函數(shù)原形，基于存儲(chǔ)器的指針自動(dòng)轉(zhuǎn)化為一般指針，導(dǎo)致錯(cuò)誤，因而請(qǐng)用“＃include”說(shuō)明所有函數(shù)原形。l 可以強(qiáng)行改變指針類型。

第八節(jié) Keil C51函數(shù)

C51函數(shù)聲明對(duì)ANSI C作了擴(kuò)展，具體包括：

1. 中斷函數(shù)聲明：

中斷聲明方法如下：void serial_ISR () interrupt 4 [using 1]{/* ISR */}為提高代碼的容錯(cuò)能力，在沒(méi)用到的中斷入口處生成iret語(yǔ)句，定義沒(méi)用到的中斷。/* define not used interrupt, so generate "IRET" in their entrance */void extern0_ISR() interrupt 0{} /* not used */void timer0_ISR () interrupt 1{} /* not used */void extern1_ISR() interrupt 2{} /* not used */void timer1_ISR () interrupt 3{} /* not used */void serial_ISR () interrupt 4{} /* not used */

2. 通用存儲(chǔ)工作區(qū)

3. 選通用存儲(chǔ)工作區(qū)由using x聲明，見(jiàn)上例。

4. 指定存儲(chǔ)模式

由small compact 及l(fā)arge說(shuō)明，例如：void fun1(void) small { }提示：small說(shuō)明的函數(shù)內(nèi)部變量全部使用內(nèi)部RAM。關(guān)鍵的經(jīng)常性的耗時(shí)的地方可以這樣聲明，以提高運(yùn)行速度。

5. #pragma disable

在函數(shù)前聲明，只對(duì)一個(gè)函數(shù)有效。該函數(shù)調(diào)用過(guò)程中將不可被中斷。

6. 遞歸或可重入函數(shù)指定

在主程序和中斷中都可調(diào)用的函數(shù)，容易產(chǎn)生問(wèn)題。因?yàn)?1和PC不同，PC使用堆棧傳遞參數(shù)，且靜態(tài)變量以外的內(nèi)部變量都在堆棧中；而51一般使用寄存器傳遞參數(shù)，內(nèi)部變量一般在RAM中，函數(shù)重入時(shí)會(huì)破壞上次調(diào)用的數(shù)據(jù)?？梢杂靡韵聝煞N方法解決函數(shù)重入：a、在相應(yīng)的函數(shù)前使用前述“#pragma disable”聲明，即只允許主程序或中斷之一調(diào)用該函數(shù)；b、將該函數(shù)說(shuō)明為可重入的。如下：void func(param...) reentrant;KeilC51編譯后將生成一個(gè)可重入變量堆棧，然后就可以模擬通過(guò)堆棧傳遞變量的方法。由于一般可重入函數(shù)由主程序和中斷調(diào)用，所以通常中斷使用與主程序不同的R寄存器組。另外，對(duì)可重入函數(shù)，在相應(yīng)的函數(shù)前面加上開(kāi)關(guān)“#pragma noaregs”，以禁止編譯器使用絕對(duì)寄存器尋址，可生成不依賴于寄存器組的代碼。

7. 指定PL/M－51函數(shù)

由alien指定。

第四章 Keil C51高級(jí)編程

本章討論以下內(nèi)容：l 絕對(duì)地址訪問(wèn)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(wèn)

C51提供了三種訪問(wèn)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(lái)訪問(wèn)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(kāi)始。xdata char text[25b] _at_0xE000；指定text數(shù)組從0E000H開(kāi)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(yǔ)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(guò)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(jiǎn)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(wèn)題在于C函數(shù)與匯編函數(shù)之間的參數(shù)傳遞問(wèn)題，C51中有兩種參數(shù)傳遞方法。(1) 通過(guò)寄存器傳遞函數(shù)參數(shù)最多只能有3個(gè)參數(shù)通過(guò)寄存器傳遞，規(guī)律如下表：

第三節(jié) Keil C51軟件包中的通用文件

在C51/LiB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(yè)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(kāi)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(zhǎng)度XDATA START 指定待清外部RAM起始地址XDATALEN 待清外部RAM長(zhǎng)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0IBPSTACKTOP 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0XBPSTACKTOP 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0PBPSTACKTOP 指定Compact模式重入堆棧頂部地址PPAGEENABLE P2初始化允許開(kāi)關(guān)PPAGE 指定P2值PDATASTART 待清外部RAM頁(yè)首址PDATALEN 待清外部RAM頁(yè)長(zhǎng)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(yè)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)常可能需要修改的地方：;------------------------------------------------------------------------------; 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 0IDATALEN EQU 80H ; the length of IDATA memory in bytes.;XDATASTART EQU 0H ; the absolute start-address of XDATA memoryXDATALEN EQU 0H ; the length of XDATA memory in bytes.;PDATASTART EQU 0H ; the absolute start-address of PDATA memoryPDATALEN 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.cputchar.c是一個(gè)低級(jí)字符輸出子程，開(kāi)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。缺省：putchar.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“/r/n”。getkey.cgetkey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(pán)輸入中，缺省時(shí)通過(guò)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(wèn)，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)。