Keil C51總線外設(shè)操作問題的深入分析

閱讀了《單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》2005年第10期雜志《經(jīng)驗(yàn)交流》欄目的一篇文章《KeilC5l對(duì)同一端口的連續(xù)讀取方法》(原文)后，筆者認(rèn)為該文并未就此問題進(jìn)行深入準(zhǔn)確的分析。文章中提到的兩種解決方法并不直接和簡(jiǎn)單。筆者認(rèn)為這并非是Keil C51中不能處理對(duì)一個(gè)端口進(jìn)行連續(xù)讀寫的問題，而是對(duì)Keil C51的使用不夠熟悉和設(shè)計(jì)不夠細(xì)致的問題，因此特撰寫本文。

本文中對(duì)原文提到的問題，提出了三種不同于原文的解決方法。每種方法都比原文中提到的方法更直接和簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)也更規(guī)范。(無意批評(píng)，請(qǐng)?jiān)淖髡咭娬?

1 問題回顧和分析原文位置

原文中提到：在實(shí)際工作中遇到對(duì)同一端口反復(fù)連續(xù)讀取，Keil C5l編譯并未達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。原文作者對(duì)C編譯出來的匯編程序進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)同一端口的第二次讀取語句并未被編譯。但可惜原文作者并未分析沒有被編譯的原因，而是匆忙地采用一些不太規(guī)范的方法試驗(yàn)出了兩種解決辦法。

對(duì)此問題，翻閱Keil C51的手冊(cè)很容易發(fā)現(xiàn)：KellC51的編譯器有一個(gè)優(yōu)化設(shè)置，不同的優(yōu)化設(shè)置，會(huì)產(chǎn)生不同的編譯結(jié)果。一般情況缺省編譯優(yōu)化設(shè)置被設(shè)定為8級(jí)優(yōu)化，實(shí)際最高可設(shè)定為9級(jí)優(yōu)化：

①Dead code elimination。

②Data overlaymg。

③Peephole optimization。

④Register variables。

⑤Common subexpression elimination。

⑥Loop rotation。

⑦Extended Index Access 0ptimizing。

⑧Reuse Common。Entry Code。

⑨Common Block Subroutines。

而以上的問題，正是由于KeiI C5l編譯優(yōu)化產(chǎn)生的。因?yàn)樵谠某绦蛑袑?strong>外設(shè)地址直接按如下定義：

unsigned char xdata MAXl97_at_Ox8000；

采用_at_將變量MAXl97定義到外部擴(kuò)展RAM指定地址Ox8OOO。因此，Keil C51優(yōu)化編譯理所當(dāng)然認(rèn)為重復(fù)讀第二次是沒有用的，直接用第一次讀取的結(jié)果就可以了，因此編譯器跳過了第二條讀取語句。至此，問題就一目了然了。

2 解決方法原文位置

由以上分析很容易就能提出很好的解決辦法。

2.1 最簡(jiǎn)單最直接的辦法

程序一點(diǎn)都不用修改，將Keil C5l的編譯優(yōu)化選擇設(shè)置為0(不優(yōu)化)就可以了。

選擇project窗口的Target，然后打開“Options forTarget”設(shè)置對(duì)話框，選擇“C5l”選項(xiàng)卡，將“Code Optimiztaion”中的“Level”選擇為“0：Costant folding”。再次編譯后，大家會(huì)發(fā)現(xiàn)編譯結(jié)果為：

CLR MAXHBEN
MOV DPTR，#M．AXl97
MOVX A，@DPTR
MOV R7．A
MOV down8．R7
SETB MAXHBEN
MOV DPTR，#MAXl97
MOVX A，@DPTR
MOV R7．A
MOV uD4．R7

兩次讀取操作都被編譯出來了。

2.2 最好的方法

告訴Keil C51，這個(gè)地址不是一般的擴(kuò)展RAM，而是連接的設(shè)備，具有“揮發(fā)”特性，每次讀取都是有意義的。

可以修改變量定義，增加“volatile”關(guān)鍵字說明其特征：

unsigned char volatile xdata MAXl97_at_Ox8000；

也可以在程序中包含系統(tǒng)頭文件：“#incIude”，然后在程序中修改變量，定義為直接地址：

#defme MAXl97 XBYTE[Ox8000]

這樣，Keil C51的設(shè)置仍然可以保留高級(jí)優(yōu)化，且編譯結(jié)果中，同樣兩次讀取并不會(huì)被優(yōu)化跳過。

2.3 硬件解決方法

原文中將MAXl97的數(shù)據(jù)直接連接到數(shù)據(jù)總線，而對(duì)地址總線并未使用，采用一根端口線選擇操作高低字節(jié)。很簡(jiǎn)單的修改方法就是使用一根地址線選擇操作高低字節(jié)即可。比如：將P2．0(A8)連接到原來P1．O連接的HBEN腳(MAXl97的5腳)，在程序中分別定義高低字節(jié)的操作地址：

unsigned char volatile xdata MAXl97_L_aI_Ox8000;
unsigned char volatile xdata MAXl97 H at 0．x8100；
將原來的程序：
MAXHBEN="O"； ／／讀取低8位
down8=MAXl97：
MAXHBEN="1"； ／／讀取高4位
up4=MAXl97：
改為以下兩句即可：
down8=MAXl97_L； ／／讀取低8位
up4=MAXl97_H； ／／讀取高4位

3 小結(jié)

Keil C51經(jīng)過長(zhǎng)期考驗(yàn)和改進(jìn)以及大量開發(fā)人員的實(shí)際使用，已經(jīng)克服了絕大多數(shù)的問題，并且其編譯效率也非常高。對(duì)于一般的使用，很難再發(fā)現(xiàn)什么問題。筆者曾經(jīng)粗略研究過一下Keil C51優(yōu)化編譯的結(jié)果，非常佩服Keil C51設(shè)計(jì)者的智慧，一些C程序編譯產(chǎn)生的匯編代碼，甚至比一般程序員直接用匯編編寫的代碼還要優(yōu)秀和簡(jiǎn)練。通過研讀KeilC51編譯產(chǎn)生的匯編代碼，對(duì)提高匯編語言編寫程序的水平都是很有幫助的。

由本文中的問題可以看出：在設(shè)計(jì)中遇到問題時(shí)，一定不要被表面現(xiàn)象蒙蔽，不要急于解決。應(yīng)該認(rèn)真分析，找出問題的原因，這樣才能從根本上徹底解決問題。上不會(huì)出現(xiàn)不必要的干擾，防止了數(shù)據(jù)不一致的發(fā)生。