单片机开发中的一些实用技巧(下)

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关键词:单片机开发,技巧,库函数,C语言

      一。库函数的生成

      当将自己开发的程序提供给他人使用但又不便公开源代码时,把源代码做成库函数是一种可行的办法,这样可以保护自己的知识产权及利益,这里我们介绍生成库函数的方法及使用。

      /*------------程序名test1.c------------*/

      void delay(unsigned int k)

      {

      unsigned int i,j;

      for(i=0;i

      for(j=0;j<121;j++)

      {;}}

      }

      1.按照keil的使用方法,建立工程文件test1.uv2并添加上面的源程序test1.c。

      2.点击工程,在弹出的下拉菜单中点Options for Target &lsquo;Target 1&rsquo;,在Output 页面中,选中&ldquo;Create Library:&rdquo;后进行编译,则在指定的路径上生成与项目同名的&ldquo;Lib&rdquo;文件(图1)。需注意的是,存储模式(Large或Small)应与所使用的系统设置相同。

      

      图1

      3. 建立另一个工程文件test2.uv2。

      /*------------程序名test2.c------------*/

      #includeP 晶振频率12.000MHz<>

      /****************/

      extern void delay(void);

      void main (void)//主函数,其功能使P1.0交替输出高、低电平的方波

      {

      while(1)

      {P1_0=!P1_0;

      delay();}

      }

      4.将包含主程序的test2.c及刚才生成的test1.LIB添加到工程中(图2)。在Output 页面中,勾选建立hex文件。

      

      图2

      5. 点击Rebuild target(重建所有目标文件)即可得到编译结果(图3)。

      

      图3

      二。修改Startup.a51起始代码

      单片机运行过程中免不了受干扰,有时可能会造成死机,我们可以使用&ldquo;看门狗&rdquo;来复位并重启单片机。根据笔者的经验,这时的内存区数据可能不一定会全部冲毁,主要是PC指针错乱所为。上海模拟电路/数字电路培训但使用C51编写的程序在复位后会执行一段Startup.a51&ldquo;起始代码&rdquo;,导致内存全部清零,使正在运行的数据全部丢失。解决这一问题的办法是修改Startup.a51&ldquo;起始代码&rdquo;,本刊今年1月的文章<谈谈C语言在单片机开发中的应用>也谈到这个问题,但许多读者在keil集成开发环境中不知怎么做?这里我们通过一个实验程序来详解一下,实验采用<手把手教你学单片机>讲座的S2试验板(S2板的电路原理见2003年2月号<电子制作>)。

      /*------------程序名test3.c------------*/

      #includeP 晶振频率11.0592MHz<>

      #define uchar unsigned char

      #define uint unsigned int

      uchar code DATA_7SEG[10]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,//0~9数码管字形码

      0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90};

      uchar data counter1, counter2;//定义两个软件计数器

      void delay(uint k) //延时子程序

      {

      uint i,j;

      for(i=0;i

      for(j=0;j<121;j++)

      {;}}

      }

      void main(void) //主程序

      { delay(1); //延时1mS

      while(1) //无限循环

      {

      if(counter1==counter2)//如两个计数值相等

      {P0= DATA_7SEG[counter1];//输出至P0口显示

      delay(500); //延时500mS

      counter1++;counter2++;//计数值递增

      if(counter1>=10){ counter1=0;counter2=0;}//计数值在0~9循环

      }

      else

      { counter1=0xff;counter2=0xff;//否则计数值置0xff

      //&hellip;&hellip;&hellip;&hellip;出错处理

      }

      }

      }

      1.按照keil的使用方法,建立工程文件test3.uv2并添加上面的源程序test3.c。在Output 页面中,勾选建立hex文件。

      2.点击Rebuild target(重建所有目标文件)可得到编译结果。

      3. 编译通过后,将生成的test3.hex文件烧录到单片机89C51中,将89C51芯片插入到S2型试验板上,通电运行后,右边的数码管从0至9开始循环显示。显示到某个数(例如5)时,按一下RESET键,右边的数码管又从0至9开始循环显示。 这是因为带电复位(热启动)时,C51执行了一段&ldquo;起始代码&rdquo;,将内存的128个单元全部清零,导致计数值(例如5)丢失。

      解决的步骤如下:

      4.点击&ldquo;文件&rdquo;,在下拉菜单中选择&ldquo;打开&rdquo;,在弹出的搜寻路径中,选择C:\Keil\C51\Lib\Startup.a51后打开,可见到如下代码:

      

      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.

      

      我们将IDATALEN EQU 80H ; the length of IDATA memory in bytes.改为IDATALEN EQU 00H ; the length of IDATA memory in bytes.然后保存关闭。

      5. 将Startup.a51添加到test3.uv2工程中

      6. 点击Rebuild target(重建所有目标文件)可得到编译结果。

      7. 将生成的test3.hex文件再烧录到单片机89C51中,将89C51芯片插入到S2型试验板上,通电运行后,右边的数码管从0至9开始循环显示。显示到5时,按一下RESET键,右边的数码管从5起继续计数显示(注意:这次不是从0开始),实现了热启动后的继续计数功能。

      这种技术非常有用,如因干扰等因素导致&ldquo;看门狗&rdquo;动作后(即热启动),不会将原来正在处理的数据丢失,从而可继续工作下去。可能有的读者会问,一旦干扰冲毁了数据,那么继续工作的这些数据可能是错误的,岂不是错上加错。对于这个问题,我们可采取数据冗余的办法,如正在计数的值由两个内存单元保存(例如本例中的counter1与counter2),使用时两个内存单元数据进行对比,一旦不等说明干扰破坏了数据,可进行出错处理,否则可认为数据正确有效。

      三。绝对地址访问

      单片机系统运行过程中的抗干扰能力大小是非常重要的,抗干扰能力强的单片机可在复杂的工业环境中正常工作。而抗干扰能力差的单片机,轻者表现为工作失常多,工作效率低下,重者根本不能运行,经常死机。上海AVR单片机培训因此一个单片机系统设计的好坏,与其抗干扰能力的大小有直接的关系。

      为了提高RAM区数据的可靠性,我们可在两个相隔较远的RAM单元(如20H、75H等)建立两个标志flag1、flag2,初始化时写入标志字(如88H),取用RAM数据时首先比较两个标志是否相等,若不等说明RAM区数据可能出错,此时程序跳转到出错处理子程序,否则正常执行。这种方法使得程序执行时的数据可靠度较高。上海FPGA/CPLD培训这牵涉到C语言中的绝对地址访问,下面介绍三种方法。

      1.使用_at_关键字

      其用法较简单,在数据声明后直接加上_at_及地址常量即可。但使用时应注意,绝对地址变量不能被初始化,bit型函数及变量不能用_at_指定。

      例1:

      #include< P>

      static unsigned char data flag1 _at_ 0x0020;//将两个标志定位于20H、75H

      static unsigned char data flag2 _at_ 0x0075;

      /******************/

      void main()

      {

      //进入主程序初始化时将flag1、flag2置为0x88

      flag1=0x88; flag2=0x88;

      while(1)

      {

      if((flag1==0x88)&&(flag2==0x88))//标志相等

      {//正常工作过程}

      else

      {//出错处理}

      }

      }

      2.使用指针的方法

      例2:

      #include< P>

      char data *point1;//定义两个指向data区的指针

      char data *point2;

      /******************/

      void main()

      {point1=0x20;point1=0x75;//指向20H、75H单元

      //初始化时将标志*point1、*point2置为0x88

      *point1=0x88; *point2=0x88;

      while(1)

      {

      if((*point1==0x88)&&(*point2==0x88))//标志相等

      {//正常工作过程}

      else

      {//出错处理}

      }

      }

      3.使用#include声明的绝对宏< P>

      例3:

      #include< P>

      #include< P>

      /******************/

      void main()

      { //初始化时将标志DBYTE[0x20]、DBYTE[0x75]置为0x88

      DBYTE[0x20] =0x88;DBYTE[0x75]=0x88;

      while(1)

      {

      if((DBYTE[0x20]==0x88)&&(DBYTE[0x75]==0x88)) //标志相等

      {//正常工作过程}

      else

      {//出错处理}

      }

      }

      四.C语言调用汇编语言

      为了能使C语言调用汇编语言,必须使汇编程序象C程序一样具有明确的边界、参数、返回值和局部变量。为了使汇编程序段和C程序兼容,应为汇编程序指定段名并进行定义。如要传递参数,则必须保证汇编程序用来传递参数的存储区和C程序使用的存储区一致。并且在调用的C语言中进行声明。函数名的转换规律见表1。接收参数寄存器见表2。返回值类型与寄存器对照见表3。

      函数名的转换规律

      主函数中的声明         汇编符号名             说明

      Void func(void)    FUNC                    无参数传递

      Void func(char)  _FUNC                   带寄存器参数传递

      Void func(void)  reentrant_?FUNC    重入函数包含栈内参数传递

      表1

      接收参数寄存器

      参数序号charintLong,float通用指针

      1R7R6、R7R4~R7R1~R3

      2R5R4、R5--

      3R3R2、R3--

      表2

      返回值类型与寄存器对照

      返回值类型寄存器说明

      BitC(标志位)由具体标志位返回

      Char/unsigned char/1_byte指针R7单字节由R7返回

      Int/ unsigned int/2_byte指针R6、R7双字节由R6、R7返回,高位在R6中,低位在R7中

      Long/ unsigned longR4~R7四字节由R4~R7返回,高位在R4中,低位在R7中

      FloatR4~R732bit IEEE格式,指数和符号位在R7中

      通用指针R1~R3存储类型在R3中,高位在R2,低位在R1

      表3

      下面通过两个实例说明。

      例4(无参数传递):

      1.按照Keil的使用方法,建立工程文件并添加C51编写的主程序test4.c(图5)。

      /*------------程序名test4.c------------*/

      #includeP 晶振频率12.000MHz<>

      /****************/

      void delay(void);//延时函数声明

      /***************/

      void main (void)//主函数,其功能使P1.0交替输出高、低电平的方波

      {

      while(1)

      {P1_0=!P1_0;

      delay();}

      }

      

      图5

      2.用汇编语言编制一段205&mu;S精确延时程序ttest4.asm并添加到工程中(图6)。

      UDELAY SEGMENT CODE

      RSEG UDELAY

      PUBLIC DELAY

      DELAY: MOV R0,#100

      LOOP:

      DJNZ R0,LOOP

      RET

      END

      

      图6

      3.点击Rebuild target(重建所有目标文件)即可得到正确的编译结果(图7)。

      

      图7

      例5(有参数传递):

      1.按照Keil的使用方法,建立工程文件并添加C51编写的主程序test5.c(图8)。

      /*------------程序名test5.c------------*/

      #includeP 晶振频率12.000MHz<>

      /****************/

      void delay(unsigned int k); //延时函数声明

      /***************/

      void main (void)//主函数,其功能使P1.0交替输出高、低电平的方波

      {

      while(1)

      {P1_0=!P1_0;

      delay(500);}

      }

      

      图8

      2.用汇编语言编制一段延时程序ttest5.asm并添加到工程中(图9)。由于有参数传递,函数名前必须加下划线&ldquo;_&rdquo;。

      UDELAY SEGMENT CODE

      RSEG UDELAY

      PUBLIC _DELAY

      _DELAY:

      DJNZ R6,$

      DJNZ R7,$

      RET

      END

      

      图9

      3.点击Rebuild target(重建所有目标文件)可得到正确的编译结果(图10)。

      

      还有一种方法,利用编译器自动完成段的安排,这样实现C语言与汇编语言的混合编程也很方便。过程为:

      1.用C51分别编写主程序test.c及延时子程序的外壳delay.c(等待嵌入汇编语言)。在主程序中应将延时子程序声明为外部函数:extern void delay(delay)。

      2.点击delay.c源程序后再右击,在弹出的下拉菜单中选中Options for File &lsquo;test.c&rsquo;,勾选Generate Assembler SRC File(生成汇编SRC文件)及Assembler SRC File(封装汇编文件)使其有效。

      3.根据项目的编译模式加载封装库文件,通常在Small模式时为C51S.LIB(该文件在C:\Keil\C51\Lib\C51S.LIB)。

      4.点击Rebuild target(重建所有目标文件)可得到一个delay.SRC的文件。

      5. 将delay.SRC改名为delay.A51。

      6.将delay.A51加载到工程项目组中,同时移除delay.c、C51S.LIB。

      7.再次点击Rebuild target可得到delay.A51汇编语句的主体。

      8. 将通过其它试验所得的精确汇编延时子程序放入delay.A51的主体中,保存后加载到Source Group 1项目组中,再点击Rebuild target即可得到正确的编译结果。

    (审核编辑: 智汇胡妮)

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