8051 是傳統 CISC 架構微控制器的代表,而 PIC 則是現代 RISC 架構微控制器的佳作。 雖然說 RISC 架構是公認未來微控制器的主流,但是 8051 藉著累積多年的發展環境與資源,特別是 C Compiler 的成熟,在未來仍然有相當大的想像空間。希望這是一本可以活用的互動式電子書,以討論及分享 KEIL C51 的程式設計經驗為目的。
目前的內容有 :
記憶體
8051 特有的記憶體型態
特殊資料型態
指定絕對位址的變數
隱藏的初始化程序
程式範例:軟體模擬的 Single Master I 2C 介面程式
下載 KEIL C51 試用版
8051 特有的記憶體型態
code 以 MOVC @A+DPTR 讀取的程式記憶體
data 可以直接存取的內部資料記憶體
idata 以 Mov @Rn 存取的內部資料記憶體
bdata 可以位元定址(Bit Addressable)的內部記憶體
xdata 以 MOVX @DPTR 存取的外部資料記憶體
pdata 以 MOVX @Rn 存取的外部資料記憶體
特殊資料型態
bit 一般位元(bit)變數
sbit 絕對定址的位元(bit)變數
語法
sbit my_flag = location; (location 範圍從 0x00 ~ 0x 7F)
範例
sbit EA = 0xAF;
或是配合 bdata 宣告的位元(bit)變數
char bdata my_flags;
sbit flag0 = my_flags ^ 0;
(注意 sbit 前不可以加 static)
sfr 特殊功能暫存器(Special Function Register)
語法
sfr my_sfr = location; (location 範圍從 0x80 ~ 0xFF)
範例
sfr P0 = 0x80;
指定絕對位址的變數
在單一模組內可以使用下面的語法宣告
[memory_space] type variable_name _at_ location
範例
pdata char my_pdata _at_ 0x80;
如果該變數必須為多個模組所使用(Global Variable)則以
抽象指標(Abstract Pointer)的方式在標頭檔(Header File)定義較為方便。
#define variable_name *((data_type *) location)
範例
#define my_pdata *((char pdata *) 0x80)
(注意 char 與 pdata 的順序)
ABSACC.H 提供了下列方便的巨集(Macro)定義。
#define CBYTE ((unsigned char volatile code *) 0)
#define DBYTE ((unsigned char volatile data *) 0)
#define PBYTE ((unsigned char volatile pdata *) 0)
#define XBYTE ((unsigned char volatile xdata *) 0)
#define CWORD ((unsigned int volatile code *) 0)
#define DWORD ((unsigned int volatile data *) 0)
#define PWORD ((unsigned int volatile pdata *) 0)
#define XWORD ((unsigned int volatile xdata *) 0)
隱藏的初始化程序
80C 51 在電源重置後(Power On Reset)所執行的第一個程式模組並不是使用者的主程式 main(),而是一個隱藏在 KEIL-C51 標準程式庫中稱為 startup.a51 的程式模組。
startup.a51 的主要工作是把包含 idata、xdata、pdata 在內的記憶體區塊清除為 0,並且初始化遞迴指標。接著 startup.a51 被執行的仍然是一個隱藏在 KEIL-C51 標準程式庫中稱為 init.a51 的程式模組。而 init.a51 的主要工作則是初始化具有非零初始值設定的變數。
在完成上述的初始化程序之後,80C51 的控制權才會交給 main() 開始執行使用者的程式。研究在 C51\Lib 目錄下相關模組的組合語言程式碼,使用者將會對 KEIL-C51 的架構有進一步的了解,同時更能掌握不同的高階應用技巧。
程式範例
軟體模擬的 Single Master I 2C 介面程式:C51-I 2C .C
暫存器庫(Register Bank)切換的應用
暫存器庫(Register Bank)切換的最大應用是在中斷程序的處理。一般的軟體設計會在程式進入中斷之後,利用切換暫存器庫的方式保持主程式 R0 ~ R7 暫存器的內容,不受中斷程序的影響而改變。
volatile 實例講解
volatile的本意是一般有兩種說法--1.“暫態的”;2.“易變的”。
這兩種說法都有可行。但是究竟volatile是什麼意思,現舉例說明(以Keil-c與a51為例,例子來自Keil FQA),看完例子後你應該明白volatile的意思了,如果還不明白,那只好再看一遍了。
例1.
void main (void) { volatile int i; int j; i = ; //1 不被優化 i=1 i = ; //2 不被優化 i=1 i = ; //3 不被優化 i=1 j = ; //4 被優化 j = ; //5 被優化 j = ; //6 j = 3 }
例2.
函數:
void func (void) { unsigned char xdata xdata_junk; unsigned char xdata *p = &xdata_junk; unsigned char t1, t2; t1 = *p; t2 = *p; }
編譯的彙編為:
7E00 R MOV R6,#HIGH xdata_junk 7F00 R MOV R7,#LOW xdata_junk ;---- Variable 'p' assigned to Register 'R6/R7' ---- 8F82 MOV DPL,R7 8E83 MOV DPH,R6 ;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 注意 E0 MOVX A,@DPTR F500 R MOV t1,A 000B F500 R MOV t2,A ;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! RET
將函數變為:
void func (void) { volatile unsigned char xdata xdata_junk; volatile unsigned char xdata *p = &xdata_junk; unsigned char t1, t2; t1 = *p; t2 = *p; }
編譯的彙編為:
7E00 R MOV R6,#HIGH xdata_junk 7F00 R MOV R7,#LOW xdata_junk ;---- Variable 'p' assigned to Register 'R6/R7' ---- 8F82 MOV DPL,R7 8E83 MOV DPH,R6 ;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! E0 MOVX A,@DPTR F500 R MOV t1,A ;a處 000B E0 MOVX A,@DPTR 000C F500 R MOV t2,A ;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! RET
比較結果可以看出來,未用volatile關鍵字時,只從*p所指的位址讀一次
如在a處*p的內容有變化,則t2得到的則不是真正*p的內容。
例3
volatile unsigned char bdata var; // use volatile keyword here sbit var_0 = ; sbit var_1 = ; unsigned ]; void main (void) { unsigned char i; ; i < sizeof (values); i++) { var = values[i]; if (var_0) { var_1 = ; //a處 values[i] = var; // without the volatile keyword, the compiler // assumes that 'var' is unmodified and does not // reload the variable content. } } }
在此例中,如在a處到下一句運行前,var如有變化則不會,如var=0xff; 則在values[i] = var;得到的還是values[i] = 1;
應用舉例:
例1.
#define DBYTE ((unsigned char volatile data *) 0)
說明:此處不用volatile關鍵字,可能得不到真正的內容。
例2.
#define TEST_VOLATILE_C //*************************************************************** // verwendete Include Dateien //*************************************************************** #if __C51__ < 600 #error: !! Keil 版本不正確 #endif //*************************************************************** // 函數 void v_IntOccured(void) //*************************************************************** extern void v_IntOccured(void); //*************************************************************** // 變數定義 //*************************************************************** char xdata cValue1; //全局xdata char volatile xdata cValue2; //全局xdata //*************************************************************** // 函數: v_ExtInt0() // 版本: // 參數: // 用途:cValue1++,cValue2++ //*************************************************************** { cValue1++; cValue2++; } //*************************************************************** // 函數: main() // 版本: // 參數: // 用途:測試volatile //*************************************************************** void main() { char cErg; //1. 使cErg=cValue1; cErg = cValue1; //2. 在此處仿真時手動產生中斷INT0,使cValue1++; cValue2++ if (cValue1 != cErg) v_IntOccured(); //3. 使cErg=cValue2; cErg = cValue2; //4. 在此處仿真時手動產生中斷INT0,使cValue1++; cValue2++ if (cValue2 != cErg) v_IntOccured(); //5. 完成 ); } //*************************************************************** // 函數: v_IntOccured() // 版本: // 參數: // 用途: 閉環 //*************************************************************** void v_IntOccured() { ); }
仿真可以看出,在沒有用volatile時,即2處,程式不能進入v_IntOccured();但在4處可以進入v_IntOccured();