51單片機(jī)asm與C混合編程

一是源程序中直接混合嵌入，二是做成庫函數(shù)調(diào)用，三是做成是中間文件在鏈接中加入。

　　在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，過去主要采用匯編語言開發(fā)程序。匯編語言編寫的程序?qū)纹瑱C(jī)硬件操作很方便，編寫的程序代碼短，效率高，但系統(tǒng)設(shè)計(jì)的周期長，可讀性和可移植性都很差。C語言程序開發(fā)是近年來單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用所采用的主要開發(fā)方式之一，C 語言功能豐富、表達(dá)能力強(qiáng)、使用靈活方便、開發(fā)周期短、可讀性強(qiáng)、可移植性好。但是，采用C 語言編程還是存在著如對硬件沒有匯編方便、效率沒有匯編高、編寫延時(shí)程序精確度不高等缺點(diǎn)，因而現(xiàn)在單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)中經(jīng)常用到C 語言與匯編語言混合編程技術(shù)?；旌暇幊碳夹g(shù)可以把C 語言和匯編語言的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，編寫出性能優(yōu)良的程序。單片機(jī)混合編程技術(shù)通常是，程序的框架或主體部分用C 語言編寫，對那些使用頻率高、要求執(zhí)行效率高、延時(shí)精確的部分用匯編語言編寫，這樣既保證了整個(gè)程序的可讀性，又保證了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的性能。

1、混合編程的基本方式
　　C 語言與匯編語言混合編程通常有兩種基本方法：在C 語言中嵌入?yún)R編程序和在C 語言中調(diào)用匯編程序。
1.1 在C51 中嵌入?yún)R編程序
　　在C51 中嵌入?yún)R編程序主要用于實(shí)現(xiàn)延時(shí)或中斷處理，以便生成精練的代碼，減少運(yùn)行時(shí)間。嵌入式匯編通常用在當(dāng)匯編函數(shù)不大，且內(nèi)部沒有復(fù)雜的跳轉(zhuǎn)的時(shí)候。在單片機(jī)C 語言程序中嵌入?yún)R編程序是通過C51 中的預(yù)處理指令# pragmaasm/endasm 語句實(shí)現(xiàn)，格式如下:

#pragmaASM

;匯編程序代碼

#pragmaENDASM

　　通過# pragma asm 和# pragma endasm 告訴C51 編譯器它們之間的語句行不用編譯成匯編程序代碼。

1.2 　在C51 中調(diào)用匯編程序
　　在C51 中調(diào)用匯編程序的方法應(yīng)用較多，C 模塊與匯編模塊的接口較簡單，分別用C51 與A51 對源程序進(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)傳遞和得到正確返回值，以保證模塊間的數(shù)據(jù)交換。
2、C51 與匯編程序的參數(shù)傳遞
　　在C51 中嵌入?yún)R編程序或調(diào)用匯編程序，其參數(shù)傳遞的過程是不一樣的。
　　2.1在C51 中嵌入?yún)R編程序的參數(shù)傳遞
　　對于在C 語言程序中通過# pragma asm 和#pragma endasm 嵌入的匯編程序，C51 編譯器在編譯時(shí)只是將當(dāng)中的匯編程序不編譯，而不做其他任何處理，因此不存在函數(shù)調(diào)用時(shí)的參數(shù)傳遞和返回值問題。如果要在C 程序中和匯編程序中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞，可以通過變量或特殊功能寄存器來實(shí)現(xiàn)，例如，在C 程序的變量定義部分定義Z 變量，在C 語言程序和匯編程序中共同訪問Z 變量，這樣，C 語言程序可以通過Z 變量把參數(shù)傳遞給匯編程序，匯編程序可以通過Z 變量把參數(shù)返回給C語言程序。
2.2在C51 中調(diào)用匯編程序的參數(shù)傳遞
　　在C51 中調(diào)用匯編程序是通過函數(shù)調(diào)用的形式來實(shí)現(xiàn)的。由于C51 程序函數(shù)有明確的參數(shù)和返回值約定，因此在C51 中調(diào)用匯編程序進(jìn)行參數(shù)傳遞時(shí)都必須嚴(yán)格遵守C51 函數(shù)的參數(shù)和返回值相關(guān)約定。
　　在C51 中調(diào)用匯編程序進(jìn)行參數(shù)傳遞關(guān)鍵在于要弄清C51 函數(shù)的參數(shù)傳遞規(guī)則。在C51 中調(diào)用匯編程序進(jìn)行參數(shù)傳遞的方式有兩種:一種是通過寄存器傳遞參數(shù);一種是通過固定存儲(chǔ)區(qū)傳遞。
2.2.1 通過寄存器傳遞參數(shù)。
　　Franklin C51 規(guī)定調(diào)用函數(shù)最多可通過51 單片機(jī)的工作寄存器傳遞3 個(gè)參數(shù)，余下的通過固定存儲(chǔ)區(qū)傳遞?？梢杂谩癗OREGPARMS”命令取消用寄存器傳遞參數(shù)，如果用寄存器傳遞參數(shù)取消或參數(shù)太多，參數(shù)通過固定存儲(chǔ)區(qū)傳遞。用寄存器傳遞參數(shù)的函數(shù)，在生成代碼時(shí)被Cx51 編譯器在函數(shù)名前加上一個(gè)下劃線“_”的前綴，在固定存儲(chǔ)區(qū)傳遞參數(shù)的函數(shù)則沒有下劃線。不同的參數(shù)用到的寄存器不一樣，不同的數(shù)據(jù)類型用到的寄存器也不同。通過寄存器傳遞的參數(shù)如表1 所示。

　表1 中，int 型和long 型數(shù)據(jù)傳遞時(shí)高位數(shù)據(jù)在低位寄存器中，低位數(shù)據(jù)在高位寄存器中;float型數(shù)據(jù)滿足32 位的IEEE 格式，指數(shù)和符號(hào)位在R7 中;通用指針存儲(chǔ)類型在R3 中，高位在R2 中。函數(shù)參數(shù)傳遞舉例情況如表2 所示。

2.2.2 　通過固定存儲(chǔ)區(qū)傳遞。
　　用固定存儲(chǔ)區(qū)傳遞參數(shù)給匯編程序，參數(shù)段首地址用段名“ ? function-name ? BYTE”和“ ?function-name ? BIT”保存，function-name 為函數(shù)的名稱，其中“， ? function-name ? BIT”保存位參數(shù)段首地址，“ ? function-name ? BYTE”保存別的參數(shù)段首地址，即使通過寄存器傳遞參數(shù)，參數(shù)也將在這些段中分配空間，參數(shù)按聲明的先后在每個(gè)段中順序保存。
　　用做參數(shù)傳遞的固定存儲(chǔ)區(qū)可在內(nèi)部數(shù)據(jù)區(qū)或外部數(shù)據(jù)區(qū)，這由存儲(chǔ)模式?jīng)Q定。 Small 模式的參數(shù)段用內(nèi)部數(shù)據(jù)區(qū)，Compact 和Large 模式用外部數(shù)據(jù)區(qū)。
2.2.3 　函數(shù)返回值。
　　函數(shù)返回值通常用寄存器傳遞，表3 列出了可能的返回值和所用的寄存器。

3、C51 中嵌入?yún)R編程序的實(shí)現(xiàn)方法
　　通常，在C51 程序中嵌入?yún)R編程序的處理方法如下:
第一步，在C 文件中以如下方式嵌入?yún)R編程序。

#pragmaASM

;匯編程序

#pragmaENDASM

第二步，在keil C51 軟件的Project 窗口右鍵單擊嵌入?yún)R編程序的C 文件，選擇“Options for ?”，點(diǎn)擊右邊的“Generate Assembler SRC File”和“AssembleSRC File”，使檢查框由灰色變成黑色(有效) 狀態(tài)。

第三步，根據(jù)選擇的編譯模式，把相應(yīng)的庫文件(如Small 模式時(shí)， 是Keil C51 Lib C51S。Lib) 加入工程中， 該文件必須作為工程的最后文件。

庫文件與編譯模式的關(guān)系如下:
C51S.LIB - 沒有浮點(diǎn)運(yùn)算的Small model
C51C.LIB - 沒有浮點(diǎn)運(yùn)算的Compact model
C51L.LIB - 沒有浮點(diǎn)運(yùn)算的Large model
C51FPS.LIB - 帶浮點(diǎn)運(yùn)算的Small model
C51FPC.LIB - 帶浮點(diǎn)運(yùn)算的Compact model
C51FPL.LIB - 帶浮點(diǎn)運(yùn)算的Large model
第四步，編譯，即可生成目標(biāo)代碼。

keil軟件中c編程如何制作一個(gè)庫函數(shù)并在其他地方隨意調(diào)用？

在項(xiàng)目的Output設(shè)置中選擇輸出lib而不是可執(zhí)行目標(biāo)文件。
4、C51 中調(diào)用匯編程序的實(shí)現(xiàn)方法
　　為了能夠在C 語言中調(diào)用匯編程序，要求匯編程序的編寫必須符合C 語言的相關(guān)命名規(guī)則。
　　C51 程序在調(diào)用匯編程序時(shí)，除了前面參數(shù)傳遞的相關(guān)規(guī)則外，函數(shù)及其相關(guān)段也需要滿足一定的規(guī)則。
　　一個(gè)C51 源程序模塊被編譯后，其中的每一個(gè)函數(shù)以“ ? PR ? 函數(shù)名? 模塊名”為名的命名規(guī)則被分配到一個(gè)獨(dú)立的CODE 段。 例如，如果模塊“FUNC51”內(nèi)包含一個(gè)名為“func”的函數(shù)， 則其CODE 段的名字是“ ? PR ? FUNC ? FUNC51”，如果函數(shù)中還包含有data 和bit 對象的局部變量，編譯器將按“ ? 函數(shù)名? BYTE 和? 函數(shù)名? BIT”命令規(guī)則建立一個(gè)data 和bit 段，它們代表所要傳遞參數(shù)的起始位置，其偏移值為零。段內(nèi)代碼與數(shù)據(jù)定義也遵循一定的規(guī)則。這些段是公開的，它們的地址可被其他模塊訪問。另外，這些段被編譯器賦予“OVERLAYABLE”標(biāo)志，其可被L51 連接P定位器做覆蓋分析。
　　下面是一個(gè)簡單的C51 程序編譯時(shí)形成的匯編程序。
　　C 語言源程序如下:

#defineucharunsignedchar

ucharmax(ucharx，uchary){

ucharz;

z=(x>=y)?x:y;

return(z);

}

　　匯編后形成的SRC 文件(只須擴(kuò)展名改為.a51就變成匯編程序) 如下:

NAME　　A1　　　　　　　　　　　　　　;定義模塊名稱

?PR?_max?　　A1　　SEGMENTCODE　;定義程序代碼

　　PUBLIC　　_max　　　　　　　　　;定義公共符號(hào)

;#defineucharunsignedchar

;ucharmax(ucharx，uchary)

　　RSEG　　?PR?_max?　　A1;程序代碼段

_max:　　　　　　　　　　　　　　　　;起始地址

　　USING　　0

　　　　;SOURCELINE#2

;??Variable’y?041’assignedtoRegister’R5’??

;??Variable’x?040’assignedtoRegister’R7’??

;{

　　　　;SOURCELINE#3

;ucharz;

;z=(x>=y)?x:y;

　　　　;SOURCELINE#5

　　MOV　　A,R7　　　　　　　　　　;R7中為第二個(gè)字節(jié)參數(shù)

　　CLR　　C

　　SUBB　A,R5　　　　　　　　　　;R5中為第一個(gè)字節(jié)參數(shù)

　　JC　　?C0001

　　SJMP　?C0002

?C0001:

　　MOV　　R7,AR5　　　　　　　　　;R7中為返回值

?C0002:

;??Variable’z?042’assignedtoRegister’R7’??

;return(z);

　　　　;SOURCELINE#6

　　　　;SOURCELINE#7

;}

?C0003:

　　RET

;ENDOF-max

　　END

　　可以看出，要編寫為C51 調(diào)用的匯編程序，除了參數(shù)必須按前面規(guī)定的寄存器或存儲(chǔ)器傳送外，程序格式也有相應(yīng)的規(guī)則。這些規(guī)則比較繁瑣，在實(shí)際處理中往往按下面方式處理:
第一步，先用C 語言程序編寫出程序框架，如文件名為a1.c (注意參數(shù)) 。
第二步，在keil C51 的Project 窗口中用右鍵單擊該C 語言文件，在右鍵菜單中選擇“Options for?”，點(diǎn)擊右邊的“Generate Assembler SRCFile”和“Assemble SRC File”，使檢查框由灰色變成黑色(有效) 狀態(tài)。
第三步，根據(jù)選擇的編譯模式，把相應(yīng)的庫文件(如Small 模式時(shí)，是Keil C51 Lib C51S.Lib) 加入工程中，該文件必須作為工程的最后文件。 庫文件與編譯模式的關(guān)系如前面所述。
第四步，編譯后將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)SRC 的文件，將這個(gè)文件擴(kuò)展名改為ASM。這樣就形成了可供C51程序調(diào)用的匯編程序。隨后可在該文件的代碼段中加入所需指令代碼。
第五步，將該匯編程序與調(diào)用它的主程序一起加到工程文件中，這時(shí)工程文件中不再需要原來的C 語言文件和庫文件，主程序只需要在程序開始處用EXTERN 對所調(diào)用的匯編程序中的函數(shù)作聲明，主程序中可調(diào)用匯編程序中的函數(shù)。