C51语言应用编程的若干问题

上海电缆研究所(200093)         涂建坤    江 斌

摘 要   简要介绍了Franklin C51交叉编译器的特点,较详细地讨论了C51语言程序设计的基本技巧及其与汇编语言程序的混合编程、中断处理过程等实际问题,并给出了相应的处理程序。

关键词   Franklin    C51编译器    汇编语言     结构化设计    模块    中断  Franklin    C51编译器    汇编语言     结构化设计    模块    中断


    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。

1 C51语言程序设计的基本技巧

    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。

    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:

    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:

#define     flag 1
#ifdef     flag==1
   #define  fosc  6M
  delay=10;
#elif     flag = = 0
#define   fosc    8M
  delay=12;
#else
#define    fosc   12M
  delay=20;
#endif
main()
{
for(I=0;I<delay;I++);
}

    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。

2 C51语言与汇编语言程序的混合编程

    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。 tjk_1.gif (1043 字节)

图1 TLC1549管脚图

    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。

 tjk_2.gif (3208 字节)

图2 TLC1549时序图

    例2 C语言程序与汇编语言程序的调用,其子程序如下:

PUBLIC AD     ;入口地址
SEG_AD SEGMENT CODE ;程序段 
RSEG SEG_AD
USING 0
   AD:  MOV R6,#00
MOV R7,#00
SETB P1.1
ACALL DELAY
CLR P1.1
ACALL DELAY
MOV R0,#10
   RR0: SETB P1.2
NOP
CLR P1.2
DJNZ R0,RR0
ACALL DELAY
MOV 30H,R6     ;A/D转换的高
              ;两位保存在R6中
ACALL CIR
MOV R6,30H
SETB P1.2
NOP
CLR P1.2
MOV 30H,R6
ACALL CIR
MOV R6,30H
MOV R0,#8     ;A/D转换的低
             ;8位保存在R7中
   RR2: SETB P1.2
NOP
CLR P1.2
MOV 30H,R7
ACALL CIR
MOV R7,30H
DJNZ R0,RR2
RET
   CIR: CLR C
MOV C,P1.0
MOV A,30H
RLC A
MOV 30H,A
RET
END

    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。 

3 C51中断处理过程

    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:

    void 函数名(void)[模式]
    [再入]interrupt n [using r]

    其中n(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。r(0~3)代表第r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。

    例3 设单片机的fosc=12MHz,要求用T0的方式1编程,在P1.0脚输出周期为2ms的方波。

    用C语言编写的中断服务程序如下:

#include <reg51.h>
sbit P1_0=P1^0;
void timer0(void)interrupt 1 using 1 {
     /*T0中断服务程序入口*/
P1_0=!P1_0;
TH0=-(1000/256);      /*计数初值重装*/
TL0=-(1000%256);
}
void main(void)
{
TMOD=0x01;     /*T0工作在定时器方式1*/
P1_0=0;
TH0=-(1000/256);     /*预置计数初值*/
TL0=-(1000%256);
EA=1;            /*CPU开中断*/
ET0=1;           /*T0开中断*/
TR0=1;           /*启动T0*/
do{}while(1);
}

  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。

4 结论

    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。