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Keil C51基本知識（2）

Keil C51基本知識（2）

作者:佚名來源:不詳錄入:Admin 更新時間：2008-7-27 16:00:49 點(diǎn)擊數(shù)：4

【字體：

】

3. 第三節(jié) 存儲模式
存儲模式?jīng)Q定了沒有明確指定存儲類型的變量，函數(shù)參數(shù)等的缺省存儲區(qū)域，共三種：
1. 1. Small模式
所有缺省變量參數(shù)均裝入內(nèi)部RAM，優(yōu)點(diǎn)是訪問速度快，缺點(diǎn)是空間有限，只適用于小程序。
2. 2. Compact模式
所有缺省變量均位于外部RAM區(qū)的一頁(256Bytes)，具體哪一頁可由P2口指定，在STARTUP.A51文件中說明，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. 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：存儲模式在C51編譯器選項(xiàng)中選擇。
4. 第四節(jié) 存儲類型聲明
變量或參數(shù)的存儲類型可由存儲模式指定缺省類型，也可由關(guān)鍵字直接聲明指定。各類型分別用：code,data,idata,xdata,pdata說明，例：
data uar1
char code array[ ]＝“hello!”;
unsigned char xdata arr[10][4][4]；
5. 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1
sbit 從字節(jié)中定義的位變量 0或1
sfr sfr字節(jié)地址 0～255
sfr16 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。
6. 第六節(jié) 位變量與聲明
1. 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說明函數(shù)和用“usign”指定的函數(shù)，不能返回bit值。
(2) 一個bit變量不能聲明為指針，如bit *ptr；是錯誤的
(3) 不能有bit數(shù)組如：bit arr[5]；錯誤。
2. 2. 可位尋址區(qū)說明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^7；
7. 第七節(jié) Keil C51指針
C51支持一般指針(Generic Pointer)和存儲器指針(Memory_Specific Pointer).
1. 1. 一般指針
一般指針的聲明和使用均與標(biāo)準(zhǔn)C相同，不過同時還可以說明指針的存儲類型，例如：
long * state;為一個指向long型整數(shù)的指針，而state本身則依存儲模式存放。
char * xdata ptr；ptr為一個指向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)可存放于任何存儲器中。
一般指針本身用3個字節(jié)存放，分別為存儲器類型，高位偏移，低位偏移量。
2. 2. 存儲器指針
基于存儲器的指針說明時即指定了存貯類型，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，只需一個字節(jié)或2個字節(jié)就夠了，因?yàn)橹恍璐娣牌屏俊?BR>3. 3. 指針轉(zhuǎn)換
即指針在上兩種類型之間轉(zhuǎn)化：
l 當(dāng)基于存儲器的指針作為一個實(shí)參傳遞給需要一般指針的函數(shù)時，指針自動轉(zhuǎn)化。
l 如果不說明外部函數(shù)原形，基于存儲器的指針自動轉(zhuǎn)化為一般指針，導(dǎo)致錯誤，因而請用“＃include”說明所有函數(shù)原形。
l 可以強(qiáng)行改變指針類型。
8. 第八節(jié) Keil C51函數(shù)
C51函數(shù)聲明對ANSI C作了擴(kuò)展，具體包括：
1. 1. 中斷函數(shù)聲明：
中斷聲明方法如下：
void serial_ISR () interrupt 4 [using 1]
{
/* ISR */
}
為提高代碼的容錯能力，在沒用到的中斷入口處生成iret語句，定義沒用到的中斷。
/* 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. 2. 通用存儲工作區(qū)
3. 3. 選通用存儲工作區(qū)由using x聲明，見上例。
4. 4. 指定存儲模式
由small compact 及l(fā)arge說明，例如：
void fun1(void) small { }
提示：small說明的函數(shù)內(nèi)部變量全部使用內(nèi)部RAM。關(guān)鍵的經(jīng)常性的耗時的地方可以這樣聲明，以提高運(yùn)行速度。
5. 5. #pragma disable
在函數(shù)前聲明，只對一個函數(shù)有效。該函數(shù)調(diào)用過程中將不可被中斷。
6. 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)重入時會破壞上次調(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)說明為可重入的。如下：
void func(param...) reentrant;
KeilC51編譯后將生成一個可重入變量堆棧，然后就可以模擬通過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，對可重入函數(shù)，在相應(yīng)的函數(shù)前面加上開關(guān)“#pragma noaregs”，以禁止編譯器使用絕對寄存器尋址，可生成不依賴于寄存器組的代碼。
7. 7. 指定PL/M－51函數(shù)
由alien指定。
4. 第四章 Keil C51高級編程
本章討論以下內(nèi)容：
l 絕對地址訪問
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
1. 第一節(jié) 絕對地址訪問
C51提供了三種訪問絕對地址的方法：
1. 1. 絕對宏：
在程序中，用“＃include”即可使用其中定義的宏來訪問絕對地址，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. 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，請參考absacc.h。
3. 3. 連接定位控制
此法是利用連接控制指令code xdata pdata \data bdata對“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。
2. 第二節(jié) Keil C51與匯編的接口
1. 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. 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
123 R7R5R3 R6 & R7R4 & R5R2 & R3 R4～R7R4～R7 R1～R3R1～R3R1～R3

(2) 通過固定存儲區(qū)傳遞(fixed memory)
這種方法將bit型參數(shù)傳給一個存儲段中：
　？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。
至于這個固定存儲區(qū)本身在何處，則由存儲模式默認(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。
3. 第三節(jié) Keil C51軟件包中的通用文件
在C51\LiB目錄下有幾個C源文件，這幾個C源文件有非常重要的作用，對它們稍事修改，就可以用在自己的專用系統(tǒng)中。
1. 1. 動態(tài)內(nèi)存分配
init_mem.C：此文件是初始化動態(tài)內(nèi)存區(qū)的程序源代碼。它可以指定動態(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)前分配動態(tài)內(nèi)存的大小。
2. 2. C51啟動文件STARTUP.A51
啟動文件STARTUP.A51中包含目標(biāo)板啟動代碼，可在每個project中加入這個文件，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器
l 按存儲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，而且連接時必須如下：
L51 PDATA(1080H)，其中1080H是1000H－10FFH中的任一個值。
以下是STARTUP.A51代碼片斷，紅色是經(jīng)�？赡苄枰薷牡牡胤剑�
;------------------------------------------------------------------------------
; 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. 3. 標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出文件
putchar.c
putchar.c是一個低級字符輸出子程，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。
缺省：putchar.c是向串口輸出一個字符XON|XOFF是流控標(biāo)志，換行符“\*n”自動轉(zhuǎn)化為回車/換行“\r\n”。
getkey.c
getkey函數(shù)是一個低級字符輸入子程，該程序可用到自己硬件系統(tǒng)，如矩陣鍵盤輸入中，缺省時通過串口輸入字符。
4. 4. 其它文件
還包括對Watch-Dog有獨(dú)特功能的INIT.A51函數(shù)以及對8×C751適用的函數(shù)，可參考源代碼。
4. 第四節(jié) 段名協(xié)定與程序優(yōu)化
1. 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，一個段可以是可重定位的，也可以是絕對段，每一個可重定位的段都有一個類型和名字，C51段名有以下規(guī)定：
每個段名包括前綴與模塊名兩部分，前綴表示存儲類型，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。
2. 2. 程序優(yōu)化
C51編譯器是一個具有優(yōu)化功能的編譯器，它共提供六級優(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級優(yōu)化功能，缺省為： OPTIMIZE(6,SPEED)。
5. 第五章 Keil C51庫函數(shù)參考
C51強(qiáng)大功能及其高效率的重要體現(xiàn)之一在于其豐富的可直接調(diào)用的庫函數(shù)，多使用庫函數(shù)使程序代碼簡單，結(jié)構(gòu)清晰，易于調(diào)試和維護(hù)，下面介紹C51的庫函數(shù)系統(tǒng)。
1. 第一節(jié) 本征庫函數(shù)(intrinsic routines)和非本征證庫函數(shù)
C51提供的本征函數(shù)是指編譯時直接將固定的代碼插入當(dāng)前行，而不是用ACALL和LCALL語句來實(shí)現(xiàn)，這樣就大大提供了函數(shù)訪問的效率，而非本征函數(shù)則必須由ACALL及LCALL調(diào)用。
C51的本征庫函數(shù)只有9個，數(shù)目雖少，但都非常有用，列如下：
_crol_,_cror_：將char型變量循環(huán)向左(右)移動指定位數(shù)后返回
_iror_,_irol_：將int型變量循環(huán)向左(右)移動指定位數(shù)后返回
_lrol_,_lror_：將long型變量循環(huán)向左(右)移動指定位數(shù)后返回
_nop_：相當(dāng)于插入NOP
_testbit_：相當(dāng)于JBC bitvar測試該位變量并跳轉(zhuǎn)同時清除。
_chkfloat_：測試并返回源點(diǎn)數(shù)狀態(tài)。
使用時，必須包含#inclucle 一行。
如不說明，下面談到的庫函數(shù)均指非本征庫函數(shù)。

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