用IAR編譯器開發(fā)DS80C400

摘要：DS80C400微控制器ROM的功能可由8051匯編語言、C或Java?編寫的程序訪問。通過使用ROM功能和由Maxim開發(fā)的軟件庫能夠構(gòu)建多種應(yīng)用程序。本應(yīng)用筆記闡述了如何使用8051 IAR Embedded Workbench?來建立DS80C400的C語言應(yīng)用程序。通過一個簡單的HTTP服務(wù)器示例來演示DS80C400的ROM功能。

引言

DS80C400微控制器的ROM包含多種功能，可通過由8051匯編語言、C或Java編寫的程序訪問。DS80C400的ROM功能提供成熟的MxTNI?網(wǎng)棧、進(jìn)程調(diào)度和存儲器管理，是開始構(gòu)建C和匯編程序的最佳選擇。對于簡單程序，可以用匯編語言輕松實現(xiàn)。對于更復(fù)雜的程序，C語言可以充分利用Dallas Semiconductor提供的ROM組件和軟件庫。這些軟件庫幫助您利用Keil ?Vision2?、SDCC和IAR 8051編譯器構(gòu)建應(yīng)用程序。

本應(yīng)用筆記闡述了如何開始使用8051 IAR Embedded Workbench?來創(chuàng)建DS80C400的C語言應(yīng)用程序。通過一個簡單的HTTP服務(wù)器演示如何使用DS80C400的ROM功能。所有開發(fā)都采用TINIm400驗證模塊和包含6.11A版本C編譯器的8051 IAR Embedded Workbench.

從8051 IAR Embedded Workbench開始

本節(jié)闡述如何使用IAR Embedded Workbench套件創(chuàng)建一個C語言編寫的Hello World程序，即您的第一個DS80C400 C應(yīng)用程序。

1.安裝IAR Embedded Workbench

2.選擇File→New→Workspace,在工作空間窗口，輸入workspace名稱appnote

3.選擇Project→Create New Project.在出現(xiàn)的對話框中，輸入項目名稱hellowworld,并確定選擇了8051作為工具鏈

4.當(dāng)左側(cè)的項目窗口打開時，選擇Project→Add Files…在彈出的對話框中，將files of type改為匯編程序文件。添加文件Cstartup.s51,該文件可在Download的zip文件中找到

5.雙擊并打開文件Cstartup.s51.找到程序段聲明RSEG CSTART:CODE:ROOT（0）。這是代碼段的開始。變量段的起始地址在link51ew_400.xcl中聲明。代碼的開始在文件中的0x400000h進(jìn)行聲明。另外，應(yīng)有一個DB 'TINI'行，后跟另一個DB, high（？INIT）',帶有注釋Target Bank.這樣就可以確保應(yīng)用程序?qū)?yīng)于TINIm400 flash的起始地址

6.建立新文件main.c.在該文件中寫入如下代碼：

#include stdio.h>
#include printf.c>
void main ()
{
printf(Test program using IAR compiler);
while (1)
{
}
}
保存文件內(nèi)容。通過選擇Project→Add Files,然后在文件對話框中選擇main.c,這樣就把剛建立的文件加入到項目hellowworld中。確定加入的文件就是您建立的文件main.c;因為在默認(rèn)目錄中很有可能存在另一個具有相同名字的文件

7.同樣，將文件low_level_init.s51和putchar.c加入到項目中。low_level_init.s51文件包含初級DS80C400初始化程序；putchar.c文件包含將字符輸出至默認(rèn)控制臺的初級程序

8.http://ftp.dalsemi.com/pub/tini/ds80c400/c_libraries/iar/bin/init.zip復(fù)制ROM initialization庫文件，并將其解壓縮到相同目錄下。將rominit.r51庫文件添加到項目中

9.在編譯Hello_World應(yīng)用程序之前，我們需要配置IAR工具鏈來滿足DS80C400的目標(biāo)要求

1）。選擇Project→Options→General

單擊Target標(biāo)簽并瀏覽，在Derivative中選擇DS80C400.將Extended stack at:對應(yīng)的地址值改為0xFFDC00.這是因為IAR起始代碼重新定位DS80C400硬件堆棧至0xFFDC00.對應(yīng)這些設(shè)置請參考圖1.

單擊Data Pointer標(biāo)簽。選擇Number of DPTRs = 1.這是因為由Dallas Semiconductor所提供的庫文件是在該選項下產(chǎn)生。

圖1. 選擇新的IAR 8051項目Target選項

2）選擇Project-Options→Options→ICC8051

單擊Code標(biāo)簽。選擇Optimizations下的Size和None.

單擊List標(biāo)簽。選擇Output List File和Output assembler File.

單擊Preprocessor標(biāo)簽。在include路徑中放入以下程序：

$TOOLKIT_DIR$INC

$TOOLKIT_DIR$INCCLIB

$TOOLKIT_DIR$srclib

$TOOLKIT_DIR$srclibclib

include

上面最后一行是庫的頭文件（*.h）所處的include路徑。確定頭文件在上面指定的路徑中。$TOOLKIT_DIR$與IAR安裝路徑有關(guān)（例如，c:/program files/iar systems/embedded workbench 3.n/8051）。

3）選擇Project→Options→A8051

單擊List標(biāo)簽。選中Output List File.

單擊Preprocessor標(biāo)簽，在include路徑中放入以下程序：

$TOOLKIT_DIR$INC

$TOOLKIT_DIR$srclib

include

上面最后一行是庫的頭文件（*.h; *.inc）所處的include路徑。確定頭文件在上面指定的路徑中。

4）。選擇Project-→Options→XLINK

單擊Output標(biāo)簽

在Output file中，選擇Override default,并將文本文件名改為hello_world.hex.

在Format中，選擇Other,并從選項中選擇Intel Extended.詳情請參考圖2.

單擊List標(biāo)簽。選擇Generate Linker Listing.

單擊include標(biāo)簽，參考圖3.

選擇Ignore CSTARTUP in Library.

單擊Override default,將文件名改為$TOOLKIT_DIR$configlnk51ew_400.xcl. $TOOLKIT_DIR$與IAR安裝路徑有關(guān)（例如，c:/program files/iar systems/embedded workbench 3.n/8051）。確定文件lnk51ew_400.xcl和lnk_base_400.xcl在指定的路徑中?？稍趜ip文件Download中找到這些文件。

圖2. 選擇新的IAR 8051項目的XLINK Output選項。

3.一個簡單的匯編程序與'C'接口

本節(jié)演示如何編寫一個匯編程序并用IAR Embedded Workbench與'C'程序接口。應(yīng)用程序交換16位和32位字節(jié)，并將交換后的字節(jié)輸出到默認(rèn)的控制臺。C的可調(diào)用函數(shù)原型是int ltob（ int *shortptr , long *longptr）。

本示例程序由兩個文件組成：main.c和eswap.s51.main.c調(diào)用我們用匯編語言編寫的示例函數(shù)ltob（）。創(chuàng)建一個新項目，命名為endian;添加cstartup.s51、low_level_init.s51、putchar.c文件以及Dallas Semiconductor ROM初始化庫rominit.r51.詳細(xì)資料請參考上述從8051 IAR Embedded Workbench開始。

用以下內(nèi)容來創(chuàng)建一個新的main.c文件，并將該文件添加到項目endian中。在C中，必須聲明一個函數(shù)，以便讓編譯器知道如何調(diào)用它。ltob（）函數(shù)在main（）之前聲明。注意在成功運(yùn)行后函數(shù)ltob（）會返回'0',而且，如果任一指針為NULL則返回非零值。程序應(yīng)向控制臺輸出以下結(jié)果：

創(chuàng)建一個新文件eswap.s51,輸入以下匯編代碼，并將它加入到項目endian中。這個匯編程序?qū)⑽覀兊暮瘮?shù)ltob（）聲明為PUBLIC,因此它能夠由'C'程序調(diào)用。ltob（）的第一個參數(shù)是指針，并通過DS80C400控制器的寄存器r3:r2:r1來傳遞。第二個參數(shù)也是一個指針，由IAR編譯器壓入偏移3至5堆棧（偏移3含有最低有效字節(jié)，偏移5含有最高有效字節(jié)）。首先，函數(shù)重新找到堆棧中存儲的指針（指向一個32位值），交換它所指向的值，將交換后的字節(jié)存儲在相同位置。同樣，16位值也被字節(jié)交換并存儲在交換前的同一位置。注意，通過匯編函數(shù)來保留寄存器r6和r7.這是因為IAR編譯器將這些寄存器視為永久寄存器，意味著任何函數(shù)調(diào)用都不應(yīng)修改這些寄存器。

#include reg400.inc

r0_b0 equ 0 ; Register bank 0 equates.

r1_b0 equ 1

r2_b0 equ 2

r3_b0 equ 3

r4_b0 equ 4

r5_b0 equ 5

r6_b0 equ 6

r7_b0 equ 7

PROGRAM ENDIAN_SWAP

PUBLIC ltob

RSEG FAR_CODE:CODE:NOROOT（0）

; ********************************************************************

;

; int ltob（unsigned int* shortptr, unsigned long* longptr）

;

;

********************************************************************

ltob:

// shortptr is in r3:r2:r1

// longptr is in stack at offset 5

; get the longptr stored in the stack

mov a,SP

clr c

subb a,#5

mov b,a

mov a,esp

anl a,#0x3

orl a,#0xDC ; extended stack is at 0xff dc00

subb a,#00 ; subtract 0x0005 to point to MSB of 2 nd argument

mov DPX,#0xFF

mov DPH,a

mov DPL,b

push r6_b0 ; save r6:r7 for the compiler

push r7_b0

movx a,@DPTR

mov r4,a ;store least significant byte of 'longptr' in r4

inc DPTR

movx a,@DPTR

mov r5,a ;store middle byte of 'longptr' in r5

inc DPTR

movx a,@DPTR

mov r6,a ;store most significant byte of 'longptr' in r6

mov a,r4_b0

orl a,r5_b0

orl a,r6_b0

jz ltob_err ; is （longptr == NULL）？

mov dpx,r6_b0 ; point to the memory where 'longptr' is pointing to

mov dph,r5_b0

mov dpl,r4_b0

pop r6_b0 ; restore r6:r7 for the compiler

pop r7_b0

push dpx

push dph

push dpl

movx a,@dptr ; get the long value （in r4:r3:r2:r1） from the memory

mov r4,a

inc dptr

movx a,@dptr

mov r5,a

inc dptr

movx a,@dptr

mov r6,a

inc dptr

movx a,@dptr

mov r7,a

inc dptr

pop dpl

pop dph

pop dpx

mov a,r7_b0 ; swap the long value bytes and store it in memory

movx @dptr,a

inc dptr

mov a,r6_b0

movx @dptr,a

inc dptr

mov a,r5_b0

movx @dptr,a

inc dptr

mov a,r4_b0

movx @dptr,a

mov a,r1_b0 ; is （shortptr == NULL）？

orl a,r2_b0

orl a,r3_b0

jz ltob_err

mov dpx,r3_b0 ; point to a memory where the 'shortptr' is pointing to

mov dph,r2_b0

mov dpl,r1_b0

push dpx

push dph

push dpl

movx a,@DPTR ; get the integer value from memory

mov r2,a

inc dptr

movx a,@dptr

mov r1,a

inc dptr

pop dpl

pop dph

pop dpx

mov a,r1_b0 ; swap the integer bytes

movx @dptr,a

inc dptr

mov a,r2_b0

movx @dptr,a ; bytes of an integer are swapped and stored in

memory

mov r3,#00 ; return 'success'

mov r2,#00

sjmp ltob_exit

ltob_err:

mov r3,#00 ; return 'error'

mov r2,#01

ltob_exit:

ret

END ; end of assembly program

局限性以及開發(fā)問題

以下是使用6.11A版的IAR編譯器時發(fā)現(xiàn)的局限性：

IAR編譯器用堆棧存儲本地變量。在DS80C400中，堆棧限制為1024字節(jié)。DS80C400庫的默認(rèn)堆棧交換為384字節(jié)（ROM_SAVESIZE） .如果您的程序聲明了多個堆棧變量，確保該限制也適當(dāng)?shù)刈兓Ｒ淖兡J(rèn)任務(wù)的交換大小，使用Dallas Semiconductor的task_genesis（unsigned int savesize）庫或rom400_task.h中定義的task_fork（unsigned char priority, unsigned int savesize），并給savesize參數(shù)提供正確的值。

printf、sprintf等函數(shù)存在一些問題：只有選擇了'lowest optimization level'函數(shù)才能正常工作。要選擇優(yōu)化等級，找到project→options→ICC8051,并選擇Code標(biāo)簽中的'None'.

IAR printf, sprintf的默認(rèn)庫不能正常工作。要使它們正常工作，您的C程序應(yīng)包含IAR提供的C文件（如#include printf.c>）。

結(jié)論

Dallas Semiconductor為IAR編譯器提供支持C程序訪問DS80C400 ROM軟件的函數(shù)。用C程序能夠訪問網(wǎng)棧、存儲管理器、進(jìn)程調(diào)度器以及DS80C400的其它許多函數(shù)。使用C語言的DS80C400微控制器開發(fā)者能夠編寫出更精簡的應(yīng)用程序，賦予系統(tǒng)足夠的速度、能力和代碼空間。Dallas Semiconductor正致力于將所有目前工作與Keil編譯器的DS80C400庫移植到IAR.請經(jīng)常訪問DS80C400 IAR庫主頁獲得升級。