ASM5無(wú)參數(shù)化調(diào)用C51函數(shù)的實(shí)現(xiàn)

作者：時(shí)間：2012-03-08 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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MCS -51系列單片機(jī)在目前和今后的相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)都將是我國(guó)的單片機(jī)主流機(jī)種。但在早期的開發(fā)過(guò)程中，程序員不得不從深?yuàn)W的匯編語(yǔ)言開始摸索，同時(shí)要求開發(fā)人員對(duì)硬件亦有相當(dāng)?shù)淖咏?。相比而言，專?051系列單片機(jī)設(shè)計(jì)的Franklin C51語(yǔ)言是一種通用的高級(jí)結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。入門容易，程序可讀性強(qiáng)，調(diào)試、移植都很方便，故開發(fā)效率高，尤其在數(shù)值運(yùn)算處理方便具有很大的優(yōu)勢(shì)（這正是ASM51匯編語(yǔ)言的薄弱環(huán)節(jié)）。不過(guò)，C語(yǔ)言雖然也可對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)進(jìn)行操作，但在處理特殊I/O口和中斷向量方面，不如匯編那樣直接、有效。因而，在效率為重的今天，將ASM51匯編與C51語(yǔ)言結(jié)合起來(lái)，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，無(wú)疑是單片機(jī)開發(fā)人員的最佳選擇。

1 匯編與C51的混合編程

一般的做法都是利用C51上手容易、便于理解的優(yōu)勢(shì)來(lái)編寫主程序，在C51語(yǔ)言不便處理或者效率比較低時(shí)調(diào)用匯編函數(shù)?？紤]到MCS-51（尤其是8031 內(nèi)部的資源配置情況：可用的RAM不到256字節(jié)，5個(gè)固定地址的有限中斷源，4個(gè)8位并口中實(shí)際可作I/O口的只有P1口。因而要求開發(fā)都對(duì)單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有清楚的了解，并盡可能地統(tǒng)籌安排這些資源。事實(shí)也證明，不理解匯編語(yǔ)言是很難寫出高效程序的。故筆者的觀點(diǎn)是利用匯編語(yǔ)言對(duì)I/O接口、中斷向量及程序空間分配的茂大優(yōu)勢(shì)，讓程序員對(duì)MCS-51內(nèi)的第一個(gè)字節(jié)甚至是每一比特（可位尋址的空間）全部進(jìn)行統(tǒng)籌安排，設(shè)計(jì)好各個(gè)程序模塊，包括I/O口地址和中斷向量地址的處理；同時(shí)在具體的數(shù)據(jù)處理、通信等不需要過(guò)多與硬件直接打交道的程序模塊中，充分利用C51語(yǔ)言強(qiáng)大高效的編程能力。

最后的關(guān)鍵是如何讓匯編模塊能正確識(shí)別C51函數(shù)并調(diào)用它來(lái)完成相應(yīng)的功能。ASM51匯編與C51 語(yǔ)言之間的調(diào)用約定并不簡(jiǎn)單，而且各種編譯器使用的約定不盡相同，甚至還依賴于程序所選擇的大、中、小存儲(chǔ)模式。通常每個(gè)需傳遞的參數(shù)按調(diào)用順序和類型分別由約定的寄存器來(lái)傳遞。如果參數(shù)過(guò)多或者無(wú)足夠寄存器可用時(shí)，參數(shù)的傳遞將在固定持存儲(chǔ)器區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，相同類型的參數(shù)共享一個(gè)參數(shù)傳遞段，按參數(shù)調(diào)用順序遞增其存放地址，返回值也由約定的寄存器或地址段返回。由此可見程序調(diào)用的效率必將受到接口復(fù)雜度的影響。盡管目前的單片機(jī)仿真器已經(jīng)提供了標(biāo)準(zhǔn)接口的全自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能，減少了接口工作量，但在程序的調(diào)試及移植中，如果程序員不了解這些接口的各種約定，將對(duì)出現(xiàn)的錯(cuò)誤不知所措。比如返回值不止一個(gè)時(shí)，編譯器自己就無(wú)法正確完成接口配置。這里力薦一種簡(jiǎn)潔有效的調(diào)用方法——無(wú)參數(shù)化調(diào)用。

2 ASM51無(wú)參數(shù)化調(diào)用C51函數(shù)的實(shí)現(xiàn)原理

所謂的無(wú)參數(shù)化調(diào)用是指讓C51子函數(shù)不帶任何參數(shù)，這樣就可以從根本上避開調(diào)用參數(shù)的傳遞和返回值的安排等繁瑣易出錯(cuò)的問題，只需要簡(jiǎn)單地在匯編語(yǔ)言開頭說(shuō)明一下外部C51子函數(shù)（“EXTRN code（C51模塊名稱>）”）。至于C51函數(shù)中需要使用的外部參數(shù)值及其返回值，完全可以通過(guò)加入C51 的absacc.h>頭文件來(lái)解決。

absacc.h>頭文件中的函數(shù)原型為：

# define CBYTE（（unsigned char *）0x50000L）

# define DBYTE ((unsigned char *)0x50000L)

# define PBYTE ((unsigned char *)0x50000L)

# define XBYTE((unsigned char *)0x50000L)

其中CBYTE定義為尋址CODE程序區(qū)；DBYTE定義為尋址DATA數(shù)據(jù)區(qū)；PBYTE定義為尋址相對(duì)于MOVX @R0"指令的分頁(yè)數(shù)據(jù)XDATA區(qū)；XBYTE定義為尋址相對(duì)于MOVX @DPTR"指令的分布數(shù)據(jù)XDATA區(qū)。它們的類型決定了絕對(duì)地址空間的位置。

引進(jìn)該頭文件后，程序員就可以對(duì)8051系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器進(jìn)行絕對(duì)地址的訪問，把對(duì)參數(shù)值和返回值的操作轉(zhuǎn)化為對(duì)存儲(chǔ)器絕對(duì)地址的操作，像純匯編操作一樣，根本不用定義C51函數(shù)與匯編接口的參數(shù)和返回值的配置，從而提高了調(diào)用效率。具體做法是：先在 C51函數(shù)中定義好傳遞參數(shù)和返回值所需要的各個(gè)絕對(duì)地址（視程序員自己的空間配置而定），在其它匯編模塊中將C51函數(shù)中將要使用的參數(shù)值放入這些絕對(duì)地址中，把被調(diào)用C51模塊將輸出的計(jì)算值（可以不止一個(gè)）也放入類似的絕對(duì)地址中。于是，當(dāng)C51函數(shù)中需要使用某個(gè)參數(shù)值時(shí)，就直接從相應(yīng)的絕對(duì)地址中讀取該值；當(dāng)別的匯編模塊中需要使用C51函數(shù)返回值時(shí)，也直接對(duì)存放返回值的絕對(duì)地址進(jìn)行讀操作即可。下面以一個(gè)調(diào)試通過(guò)的匯編調(diào)用C51函數(shù)的簡(jiǎn)單程序?yàn)槔M(jìn)行具體說(shuō)明。

3 ASM51無(wú)參數(shù)化調(diào)用C51函數(shù)的實(shí)現(xiàn)示例

該系統(tǒng)要示然而單片機(jī)根據(jù)實(shí)時(shí)采樣輸入的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)機(jī)車速度的測(cè)量，并可隨鍵盤輸入的車輪直徑變化實(shí)時(shí)調(diào)整車速，最后將車速和輪徑值都顯示出來(lái)。設(shè)計(jì)任務(wù)很簡(jiǎn)單，編程中的最大難度就在于車速的計(jì)算程序。由于輪徑值要求精確到mm(最大值超過(guò)了1000)，車速的計(jì)算結(jié)果要保留到小數(shù)點(diǎn)后一位，因此需要進(jìn)行浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算，期間還要完成數(shù)的各種進(jìn)制間的換算。雖然算法簡(jiǎn)單，但實(shí)際用匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)起來(lái)經(jīng)?？紤]不周，調(diào)試起來(lái)費(fèi)時(shí)費(fèi)力（筆者調(diào)試通過(guò)的這段匯編代碼長(zhǎng)達(dá)近 400行）。這樣，自然就想到調(diào)用C51函數(shù)了，充發(fā)發(fā)揮兩種語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。先用匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)好各個(gè)模塊，包括循環(huán)顯示車速和輪徑值的主程序模塊，響應(yīng)采樣轉(zhuǎn)速值和鍵盤輸入兩個(gè)中斷模塊，代碼如下所示。

EXTRN CODE（CALL1）；聲明外部C51函數(shù)

ORG 0000H

LJMP MAIN

ORG 0003H

AJMP KEYINPUT ；鍵盤輸入中斷

ORG 000BH

AJMP SETTIME ；采樣時(shí)間到，采樣轉(zhuǎn)速值中斷

ORG 0100H

KEYINPUT：…… ；鍵盤輸入中斷

…… ；將鍵盤輸入信號(hào)保存在

；70h～73h的地址空間中

RETI