??? 摘? 要: 利用C51全局及外部變量,可實現(xiàn)無參數(shù)化調(diào)用A51函數(shù),不但避開了傳統(tǒng)C51調(diào)用A51時繁瑣的接口約定,而且把在A51中所用到的變量全部放至C51程序中而不必考慮變量在內(nèi)存中的位置,使編程更加簡潔。用實例驗證了該方法的優(yōu)越性和有效性。?
??? 關(guān)鍵詞: C51? A51? 匯編語言? 無參數(shù)化調(diào)用
?
??? 《電子技術(shù)應(yīng)用》2001年第7期發(fā)表茍帥的文章“ASM51無參數(shù)化調(diào)用C51函數(shù)的實現(xiàn)”,闡述了ASM51無參數(shù)化調(diào)用C51函數(shù)的實現(xiàn)原理并給出實例來驗證該方法的優(yōu)越性和可行性。作者在文章中表明這樣一種觀點:“利用匯編語言對I/O接口、中斷向量及程序空間分配的巨大優(yōu)勢,讓程序員對MCS-51內(nèi)的每一個字節(jié)甚至是每一比特(可位尋址空間)全部進行統(tǒng)籌安排,設(shè)計好各個程序模塊,包括I/O口地址和中斷向量地址的處理;同時在具體數(shù)據(jù)處理、通信等不需要過多與硬件打交道的程序模塊中,充分利用C51語言強大高效的編程能力”。上述觀點并沒有錯,但是對I/O接口、中斷向量及程序空間分配及MCS-51內(nèi)的每一個字節(jié)甚至是每一比特(可位尋址空間)全部進行統(tǒng)籌安排,對于大多數(shù)程序員來講恰恰是件不容易的事。地址空間、棧的起始地址和中斷向量地址的分配等,經(jīng)常顧此失彼,這邊可行,那邊又出問題。其實完全可以把上述繁重的工作交給C51去完成,由C51定義各個變量并自動分配各個變量的空間,而集中精力完成所需功能的A51程序設(shè)計。筆者在研制基于C51、插拔式FLASH存儲器的無紙記錄儀中,就是利用全局及外部變量實現(xiàn)C51無參數(shù)化調(diào)用A51函數(shù)的,取得了很好的效果。?
1 C51無參數(shù)化調(diào)用A51函數(shù)的實現(xiàn)原理?
??? 為了說明其原理,必須理解局部變量、全局變量和外部變量的意義。?
??? 局部變量:是在函數(shù)內(nèi)部定義的變量,只在定義它的函數(shù)內(nèi)部有效,僅在使用它時,才為它分配內(nèi)存單元。?
??? 全局變量:又稱外部變量,是在函數(shù)外部定義的變量,可以為多個函數(shù)共同使用,其有效作用范圍是從它定義的位置開始直到整個程序文件結(jié)束。若一個全局變量不是在程序文件開始處定義的,但又希望在它的定義點之前的函數(shù)中引用該變量,這時應(yīng)在引用該變量的函數(shù)中用關(guān)鍵字EXTERN將其說明為外部變量。此外如果一個程序模塊文件中應(yīng)用另一個程序模塊中定義的變量時,也必須用EXTERN進行說明。全局變量在整個程序的執(zhí)行過程中都要占用內(nèi)存單元。?
??? 外部變量(EXTERN):使用存儲種類說明符EXTERN定義的變量稱為外部變量。按照缺省規(guī)則,凡在所有函數(shù)之前,在函數(shù)外部定義的變量都是外部變量,定義時可以不寫EXTERN說明符。但是,在一個函數(shù)體內(nèi)說明一個在該函數(shù)體外或別的程序模塊文件中定義過的外部變量時,則必須使用EXTERN說明符。一個外部變量被定義之后,它就被分配了固定的內(nèi)存空間。外部變量的生存期為程序的整個執(zhí)行時間。?
??? C語言允許將大型的程序分解為若干個獨立的程序模塊,各個模塊可分別進行編譯,然后將它們連接在一起。如果某個變量需要在所有程序模塊文件中使用,只要在一個程序模塊中將該變量定義成全局變量,而在其它程序模塊中用EXTERN說明該變量是已被定義過的外部變量就可以了。?
??? 在C51中定義函數(shù)時如果冠以關(guān)鍵字EXTERN即將其明確定義為一個外部函數(shù)。?
??? 具體方法是:在C51用unsigned char 定義的變量,則在A51中必須對應(yīng)聲明該變量在DATA區(qū);在C51用bit 定義位變量,則在A51中必須對應(yīng)聲明該變量在可位選區(qū)。A51 中用關(guān)鍵字EXTRN表示外部變量,對應(yīng)關(guān)系如下:?
??? C51 定義?? ?????????????????????A51 聲明?
unsigned char varible_name<—>EXTRN DATA(varible_name)?
bit bit_name ?????????? ??<—>EXTRN BIT (bit_name)?
??? 此外,C51編譯器支持在C語言源程序中直接編寫8051單片機的中斷服務(wù)程序,從而減輕采用匯編語言編寫中斷服務(wù)程序的繁瑣程度。C51編譯器對函數(shù)的定義進行了擴展,增加了一個擴展關(guān)鍵字interrupt。定義中斷服務(wù)函數(shù)的一般格式為:?
??? 函數(shù)類型 函數(shù)名(形式參數(shù)表) [interrupt n] [using n]?
??? 關(guān)鍵字interrupt后面的n是中斷號,取值為0～31,編譯器從8n+3處產(chǎn)生中斷向量。using 后的n取值為0～3,表示選擇那一組寄存器。?
2 C51無參數(shù)化調(diào)用A51函數(shù)的實例?
??? 研制的無紙記錄儀實現(xiàn)的功能是:記錄儀有4個通道,每秒采樣1次,每個通道每次采樣需記錄兩個字節(jié),根據(jù)各個通道的轉(zhuǎn)儲速率(從1～255可設(shè)定),把采樣的數(shù)據(jù)寫入外部數(shù)據(jù)存儲器62256,一旦滿512字節(jié),就把512字節(jié)一次性寫入FLASH MEMORY中。?
??? 主程序用C51編程,每秒中斷采樣程序由A51實現(xiàn)。主程序的主要工作是:把采集到的數(shù)據(jù)按曲線、棒圖和數(shù)據(jù)送到液晶顯示器顯示;根據(jù)一定的條件查詢數(shù)據(jù)等。中斷程序就是采樣4個通道,把在A51采樣所寫入的單元及所需要的一些位變量在C51定義為全局變量,在A51中這些變量聲明為外部變量,在C51調(diào)用A51的中斷函數(shù)必須聲明為外部函數(shù)。這樣就實現(xiàn)了C51無參數(shù)化調(diào)用A51。?
??? C51主程序如下:?
程序名為 MYMAIN.C?
#include
#include
#include
#define? uchar? unsigned char?
//以下3個函數(shù)在采樣程序模塊ZTDJLY.A51中,名稱就是標號?
extern void sample();?? //中斷采樣程序?
extern void initial();? //AD7715初始化?
extern void res_ram();? //外部存儲器62256地址指針復(fù)位?
//以下變量為采樣程序模塊ZTDJLY.A51中所用到的變量?
bit write_alw,vz_bit,fs_bit; //write_alw=1,寫入FLASH允許,vz_bit,fs_bit 是零標定及滿刻度標定的標志?
uchar sample_w[12]; //4路連零點采樣值,每路2個字節(jié)共10個字節(jié),另外2個字節(jié)作寫入62256前把采樣值添加通道號處理所需單元?
uchar xdata *ram_point; //62256的指針?
uchar? sa_p,sa_vzt[8];??//sa_p為采樣當前路,sa_vzt[8]為4路的零點?
uchar sa_timer[8]={1,1,1,1,1,1,1,1};? //4路的轉(zhuǎn)儲速率,前為子,后為母本?
??? ......?
void disp_int0() interrupt 0 using 2? //用中斷0,使用寄存器2組?
{ ?
??? sample();//C51無參數(shù)化調(diào)用A51函數(shù)?
}?
main()?
{?
??? ...?
??? initial();?
??? while(1) //主循環(huán)?
??? {?
??????? ……?
??? } ?
}?
??? A51程序如下:?
NAME ztdjly.a51?
ram_cs ???? bit 090h.2 ;p1.2????? ;62256 片選?
b373?? ???? bit 090h.1 ;p1.1?
bit_dog? ?????? bit 0b0h.4 ;p3.4?
;以下3個是AD7715的引腳定義?
data_bit ?????? bit 0a0h.6 ;P2.6?
adsclk_bit? ??? bit 0b0h.5 ;P3.5?
drdy_bit???? ?? bit 0b0h.3 ;p3.3?
?PR?sample?SAMPLE SEGMENT CODE ;定義程序代碼段?
EXTRN DATA (sample_w)?? ;聲明外部變量,在C51程序定義分配在DATA區(qū)?
EXTRN DATA (sa_p)?
EXTRN DATA (ram_point)?
EXTRN DATA (sa_timer)?
EXTRN DATA (sa_vzt)?
EXTRN BIT (write_alw)?? ;聲明外部變量,在C51程序定義分配在可位尋址區(qū)?
EXTRN BIT (vz_bit)?
EXTRN BIT (fs_bit)?
PUBLIC sample?????????? ;公用符號說明?
PUBLIC initial,res_ram?
RSEG ?PR?sample?SAMPLE?
??? using 0 ?
initial:;AD7715初始化,該標號即是C51定義外部函數(shù)?
? ? ?;initial()的入口地址?
??????? ……?
??? ret?
;?
sample: ;采樣程序,該標號即是C51定義外部函數(shù)?
? ????? ;sample()的入口地址?
……?
ret?
……?
res_ram:??? ;62256指針復(fù)位,該標號即是C51定義外部函數(shù)res_ram()的入口地址?
……?
ret?
end ?
??? 在研制無紙記錄儀之前,作者用MASM51開發(fā)了其他儀表,采樣部分有些相同,因此這次A51采樣程序并不是重新編寫,而是把以前的MASM51程序按A51的規(guī)則來修改。以前ASM的程序(數(shù)據(jù)段部分)如下所示:?
bseg?
??? ;?
??? write_alw?? bit ??? 00h;?
??? vz_bit? bit ??? 01h?
??? fs_bit bit 02h?
??? ce_bit? bit ??? p1.6?
??? ram_cs? bit ??? p1.2?
??? b373 ?? bit ??? p1.1?
??? bit_dog ??? bit ??? p1.4?
??? data_bit ?? bit ??? P2.6?
??? sclk_bit ?? bit ??? P3.4?
??? drdy_bit bit ?? p3.3?
ends?
??? ;?
dseg?
??? org 08h?
??? org 28h?
??? sample_w: ? ds? 12?
??? sa_p:?????? ds? 1?? ;當前通道號?
??? ram_point:? ds? 2?
??? sa_timer: ? ds? 8?? ;0,1,2,3 每通道兩字節(jié)?
??? sa_vzt: ??? ds? 8?? ;0,1,2,3 vz?
ends?
;?
cseg?
??? org 0h?
begin:? reti?
??? org 03h?
??? lcall? sample?
??? reti?
sample:?
??? ……?
ends?
??? 從上述程序可以看出,在采樣程序中所用到的變量并不少,定義在數(shù)據(jù)存儲區(qū)28H單元起始的空間中。這樣安排,對匯編程序沒什么問題,但與C51主程序連接的時候,并不一定好,很多時候碰到地址空間溢出的問題(C51主程序編譯連接后將近16K字節(jié),CPU采用ATMEL公司的AT89C55WD)。如何調(diào)整這些變量的分配,并非容易。另外,C51隨時要用到采樣單元sample_w[12]的值,如果采用一般的參數(shù)傳遞,將是相當復(fù)雜而繁瑣的;而采用全局及外部變量實現(xiàn)C51無參數(shù)化調(diào)用A51函數(shù),極大簡化了這些工作,大大提高了工作效率。?
??? 本文第2部分的程序,采用Keil 公司的Keil C V6.10集成開發(fā)工具包完成。所研制的無紙記錄儀已經(jīng)通過福建省科技廳的鑒定。?
參考文獻?
1 徐愛鈞,彭秀華.單片機高級語言C51應(yīng)用程序設(shè)計.北京:電子工業(yè)出版社,1998?
2 馬忠梅. 單片機的C語言應(yīng)用程序設(shè)計. 北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2000?
3 茍 帥.ASM51無參數(shù)化調(diào)用C51函數(shù)的實現(xiàn).電子技術(shù)應(yīng)用. 2001;27(7)?