PICC 編譯環(huán)境編寫PIC單片機(jī)程序的探討
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Microchip公司沒(méi)有針對(duì)中低檔系列PIC單片機(jī)的C語(yǔ)言編譯器，但很多專業(yè)的第三方公司提供眾多支持PIC單片機(jī)的C語(yǔ)言編譯器，常見(jiàn)的有 Hitech、CCS、IAR以及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(kāi)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(yǔ)言的基本特點(diǎn)。
1 HiTech PICC語(yǔ)言的特點(diǎn)
PICC基本上符合ANSI標(biāo)準(zhǔn)，但是不支持函數(shù)的遞歸調(diào)用，其主要原因是 PIC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，其深度已隨芯片固定，無(wú)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(yǔ)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(guò)4 KB后，C語(yǔ)言編譯出的代碼長(zhǎng)度與全部用匯編代碼實(shí)現(xiàn)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(guò)程中需時(shí)時(shí)注意所編寫語(yǔ)句的效率。
2 PICC中的變量
PICC中的變量類型和標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言一樣，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(méi)有特別指明，所定義的變量將被定位在13ank（）。定義在其他bank內(nèi)的變量前面必須加上相應(yīng)的baruk序號(hào)，例如：
bankl lresigned char temp； ／／變量定位在bankl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，除前面若干字節(jié)的特殊功能寄存器區(qū)域，在C語(yǔ)言中某一bank內(nèi)定義的變量字節(jié)總數(shù)不能超過(guò)可用RAM字節(jié)數(shù)。如果超過(guò)bank容量，在最后連接時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)，大致信息如下：
鏈接器提示，總共有Oxl2c(300)字節(jié)準(zhǔn)備放到bankl中，但bankl容量不夠。雖然變量所在的bank定位必須由編程員自己決定，但編寫源程序時(shí)在進(jìn)行變量存取操作前無(wú)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，Ox000單元第O位位地址是0x0000，以此類推，每個(gè)字節(jié)有8個(gè)位地址。如果一個(gè)位變量flagl被編址為Oxl23，那么實(shí)際的存儲(chǔ)空間位于：
即flagl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flagl的變化，必須觀察地址為Ox24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(lái)實(shí)現(xiàn)。假設(shè)一個(gè)字節(jié)變量tmp最后被定位在地址Ox20，那么tmp |=Ox80=>bsf Ox20．7另外，函數(shù)可以返回一個(gè)位變量，返回的位變量將存放于單片機(jī)的進(jìn)位位中返回。
3 PICC中的指針
3．1 指向RAM的指針
PICC在編譯C源程序時(shí)，將指向RAM的指針操作最終用FSR來(lái)實(shí)現(xiàn)間接尋址。FSR能夠直接連續(xù)尋址的范圍是256 B，所以一個(gè)指針可以同時(shí)覆蓋2個(gè)bank的存儲(chǔ)區(qū)域(bankO／1或1aank2／3，一個(gè)bank區(qū)域是128 B)。要覆蓋最大512 B的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，在定義指針時(shí)必須明確指定該指針適用的尋址區(qū)域。例如：
3．2 指向ROM常數(shù)的指針
如果一組變量是已經(jīng)被定義在ROM區(qū)的常數(shù)，那么指向其的指針可以這樣定義：
3．3 指向函數(shù)的指針
因?yàn)樵赑IC單片機(jī)這一特定的架構(gòu)上實(shí)現(xiàn)函數(shù)指針調(diào)用的效率不高，因此，除非特殊算法的需要，建議大家盡量不要使用函數(shù)指針。
4 PICC中的子程序和函數(shù)
中檔系列的PIC單片機(jī)程序空間有分頁(yè)的概念，但用C語(yǔ)言編程時(shí)基本不用過(guò)多關(guān)心代碼的分頁(yè)問(wèn)題。因?yàn)樗泻瘮?shù)或子程序調(diào)用時(shí)的頁(yè)面設(shè)定(如果代碼超過(guò)一個(gè)頁(yè)面)都由編譯器自動(dòng)生成的指令實(shí)現(xiàn)。
評(píng)論