C語言在8051單片機上的擴展

定義

sfrP0 0x80
sfrP1 0x81
sfrADCON; 0xDE
sbit EA0x9F

操作

ADCON = 0x08 ;
P1 = 0xFF;

io_status = P0 ;
EA = 1;

在使用了interrupt 1 關(guān)鍵字之后，會自動生成中斷向量

在 ISR中不能 與其他 "后臺循環(huán)代碼"(the background loop code) 共享局部變量

因為 連接器 會復(fù)用 在RAM中這些變量的 位置 ，所以它們會有不同的意義，這取決于當(dāng)前使用的不同的函數(shù)

復(fù)用變量對 RAM有限的51來將很重要。所以，這些函數(shù)希望按照一定的順序執(zhí)行 而不被中斷。

timer0_int() interrupt 1 using 2
{
unsigned char temp1 ;
unsigned char temp2 ;
executable C statements ;
}

"interrupt"聲明 表示 向量生成在 (8*n＋3)，這里，n就是interrupt參數(shù)后的那個數(shù)字
這里,在08H的代碼區(qū)域 生成 LJMP timer0_int 這樣一條指令

"using" tells the compiler to switch register banks on entry to an interrupt routine. This "context" switch is the fastest way of providing a fresh registerbank for an interrupt routines local data and is to be preferred to stacking registers for very time-critical routines. Note that interrupts of the same priority can share a register bank, since there is no risk that they will interrupt each other.

using 告訴編譯器 在進入中斷處理器 去切換寄存器的bank。這個"contet"切換是
為中斷處理程序的局部變量提供一個新鮮的寄存器bank 最快的方式。對時序要求嚴(yán)格的程序，是首選的 stack寄存器（保存寄存器到stack)方式。

注意：同樣優(yōu)先級別的中斷 可以共享 寄存器bank，因為他們每次將中斷 沒有危險

If a USING 1 is added to the timer1 interrupt function prototype, the pushing of registers is replaced by a simple MOV to PSW to switch registerbanks. Unfortunately, while the interrupt entry is speeded up, the direct register addressing used on entry to sys_interp fails. This is because C51 has not yet been told that the registerbank has been changed. If no working registers are used and no other function is called, the optimizer eliminiates teh code to switch register banks.
如果在timer1 的中斷函數(shù)原型中使用USING 1, 寄存器的pushing將被 MOV to PSW 切換寄存器bank 所替換。

不幸的是，當(dāng)一個中斷入口被加速時。用在入口的 直接寄存器尋址將失敗。
這是因為 C51沒有告訴 寄存器bank已經(jīng)改變。如果不工作的寄存器將被使用，如果沒有其他函數(shù)被調(diào)用，優(yōu)化器.....

Logically, with an interrupt routine, parameters cannot be passed to it or returned. When the interrupt occurs, compiler-inserted code is run which pushes the accumulator, B,DPTR and the PSW (program status word) onto the stack. Finally, on exiting the interrupt routine, the items previously stored on the stack are restored and the closing "}" causes a RETI to be used rather than a normal RET.

邏輯上，一個中斷服務(wù)程序，不能傳遞參數(shù)進去，也不可返回值。
當(dāng)中斷發(fā)生時，編譯器插入的代碼 被運行，它 將 累加器，B，DPTR和PSW（程序狀態(tài)字）入棧。最后，在退出中斷程序時，預(yù)先存儲在棧中 被恢復(fù)。最后的"}"結(jié)束符號
將 插入 RETI到 中斷程序的最后，
為了用 Keil‘C’語言創(chuàng)建一個中斷服務(wù)程序（ISR），利用 interrupt 關(guān)鍵詞和正確的中斷號聲明一個 static void 函數(shù)。Keil‘C’編譯器自動生成中斷向量，以及中斷程序的進口、出口代碼。Interrupt 函數(shù)屬性標(biāo)志著該函數(shù)為 ISR?？捎?using 屬性指定ISR使用哪一個寄存器區(qū)，這是可選的。有效的寄存器區(qū)范圍為1到3。

中斷源的矢量位置

中斷源Keil中斷編號矢量地址
最高優(yōu)先級60x0033
外部中斷000x0003
定時器0溢出10x000B
外部中斷120x0013
定時器1溢出30x001B
串口40x0023
定時器2溢出50x002B
DMA70x003B
硬件斷點80x0043
JTAG90x004B
軟件斷點100x0053
監(jiān)視定時器120x0063

1.
函數(shù)在調(diào)用前定義與在調(diào)用后定義產(chǎn)生的代碼是有很大差別的（特別是在優(yōu)化級別大于3級時）。（本人也不太清楚為什么，大概因為在調(diào)用前定義則調(diào)用函數(shù)已經(jīng)知道被調(diào)用函數(shù)對寄存器的使用情況，則可對函數(shù)本身進行優(yōu)化；而在調(diào)用后進行定義則函數(shù)不知被調(diào)用函數(shù)對寄存器的使用情況，它默認(rèn)被調(diào)用函數(shù)對寄存器（ACC、 B、 DPH、 DPL、 PSW、 R0、 R1、 R2、 R3、R 4、 R5、, R6、 R7）都已經(jīng)改變，因此不在這些寄存器中存入有效的數(shù)據(jù)）

2.
函數(shù)調(diào)用函數(shù)時除在堆棧中存入返回地址之外，不在堆棧中保存其它任何寄存器（ACC、 B、 DPH、 DPL、 PSW、 R0、 R1、 R2、 R3、R 4、 R5、, R6、 R7）的內(nèi)容。（除非被調(diào)用函數(shù)使用了using特性）

3.
中斷函數(shù)是一個例外，它會計算自身及它所調(diào)用的函數(shù)對寄存器（ACC、 B、 DPH、 DPL、 PSW、 R0、 R1、 R2、 R3、R 4、 R5、, R6、 R7）的改變，并保存相應(yīng)它認(rèn)為被改變了的寄存器。

4.
使用C寫程序時，盡量少使用using n (n=0,1,2,3)特性。（這個特性在本人使用的過程中存在一些問題，不知算不算是一個小bug）

默認(rèn)keil c51中的函數(shù)使用的是0寄存器組，當(dāng)中斷函數(shù)使用using n時，n = 1,2,3或許是對的，但n=0時，程序就已經(jīng)存在了bug（只有中斷函數(shù)及其所調(diào)用的函數(shù)并沒有改變R0 ---- R7的值時，這個bug不會表現(xiàn)出來））

一個結(jié)論是，在中斷函數(shù)中如果使用了using n，則中斷不再保存R0----R7的值。

由此可以推論出，一個高優(yōu)先級的中斷函數(shù)及一個低優(yōu)先級的中斷函數(shù)同時使用了using n，（n = 0,1,2,3）當(dāng)n相同時，這個存在的bug 是多么的隱蔽。（這恰是使人想象不到的）

使用不同寄存器組的函數(shù)（特殊情況外）不能相互調(diào)用
using"關(guān)鍵字告訴 編譯器 切換 register bank

如果中斷程序不重要，using關(guān)鍵字 能忽略。
如果一個函數(shù)被從中斷程序調(diào)用，而此中斷強制使用using
當(dāng)編譯一個被調(diào)用的函數(shù)時，編譯器必須告訴它

1)
在函數(shù)前 必須用偽 指令
#pragma NOAREGS

在進入 函數(shù)
#pragma RESTORE
或者
#pragmas AREGS

這樣就不會使用 "絕對地址定位"

2）
#pragma REGISTERBANK(n)

用這個指定告訴當(dāng)前使用的 bank

用NOAREGS指令 移除 MOV R7,AR7

中斷服務(wù)例程

timer0_int() interrupt 1 USING 1 {
unsigned char temp1 ;
unsigned char temp2 ;

}

被調(diào)用的函數(shù)

#pragma SAVE // Rember current registerbank
#pragma REGISTERBANK(1)// Tel C51 base address of current registerbank.
void func(char x) {// Called from interrupt routine
// with "using1"

}
#pragma RESTORE // Put back to original registerbank

如果中斷服務(wù)例程使用了 USING，被中斷服務(wù)例程 調(diào)用的函數(shù)一定要
REGISTERBANK(n)
一個被ISR調(diào)用的 函數(shù) 也可能被 后臺程序 調(diào)用

為了函數(shù) "reentrant"（可重入）
8051 系列 MCU 的基本結(jié)構(gòu)包括：32 個 I/O 口（4 組8 bit 端口）；兩個16 位定時計數(shù)器；全雙工串行通信；6 個中斷源（2 個外部中斷、2 個定時/計數(shù)器中斷、1 個串口輸入/輸出中斷），兩級中斷優(yōu)先級；128 字節(jié)內(nèi)置RAM；獨立的 64K 字節(jié)可尋址數(shù)據(jù)和代碼區(qū)。中斷發(fā)生后，MCU 轉(zhuǎn)到 5 個中斷入口處之一，然后執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)
處理程序。中斷程序的入口地址被編譯器放在中斷向量中，中斷向量位于程序代碼段的最低地址處，注意這里的串口輸入/輸出中斷共用一個中斷向量。8051的中斷向量表如下：
中斷源 中斷向量
---------------------------
上電復(fù)位 0000H
外部中斷0 0003H
定時器0 溢出 000BH
外部中斷1 0013H
定時器1 溢出 001BH
串行口中斷 0023H
定時器2 溢出 002BH

interrupt 和 using 都是 C51 的關(guān)鍵字。C51 中斷過程通過使用 interrupt 關(guān)鍵字和中斷號(0 到 31)來實現(xiàn)。中斷號指明編譯器中斷程序的入口地址中斷序號對應(yīng)著 8051中斷使能寄存器IE 中的使能位，對應(yīng)關(guān)系如下：
IE寄存器 C51中的 8051的
的使能位 中斷號 中斷源
--------------------------------
IE.0 0 外部中斷0
IE.1 1 定時器0 溢出
IE.2 2 外部中斷1
IE.3 3 定時器1 溢出
IE.4 4 串口中斷
IE.5 5 定時器2 溢出

有了這一聲明，編譯器不需理會寄存器組參數(shù)的使用和對累加器A、狀態(tài)寄存器、寄存器B、數(shù)據(jù)指針和默認(rèn)的寄存器的保護。只要在中斷程序中用到，編譯器會把它們壓棧，在中斷程序結(jié)束時將他們出棧。C51 支持所有 5 個 8051 標(biāo)準(zhǔn)中斷從 0 到 4 和在 8051 系列（增強型）中多達 27 個中斷源。
using 關(guān)鍵字用來指定中斷服務(wù)程序使用的寄存器組。用法是：using 后跟一個0 到3 的數(shù)，對應(yīng)著 4 組工作寄存器。一旦指定工作寄存器組，默認(rèn)的工作寄存器組就不會被壓棧，這將節(jié)省 32 個處理周期，因為入棧和出棧都需要 2 個處理周期。這一做法的缺點是所有調(diào)用中斷的過程都必須使用指定的同一個寄存器組，否則參數(shù)傳遞會發(fā)生錯誤。因此對于using，在使用中需靈活取舍。