基于PICC編譯器中C語言與匯編語言混編的分析

摘要:文章通過9個程序詳細介紹PIC單片機在PICC編譯器環(huán)境下，C語言與匯編語言混合編程的方法并對出現(xiàn)的情況進行分析解決，最后對C語言與匯編語言混合編程的優(yōu)劣提出自已的看法。

關鍵詞:PIC單片機;PICC編譯器;C語言;匯編語言

中圖分類號:TP312文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2010)11-2640-05

Analysis Based on C Language and Assembler Language Mix Programming in PICC Compiler

LIU Jin-ping， YE Sai-feng

(Fujian Electric Vocational and Technical College， Quanzhou 362000， China)

Abstract: Articles detailed C language and assembly language mixed programming methodology and anslysis and settlement according to these problems of PIC singlechip in PICC compiler environment through 9 program and lastly presented their own views on the advantages and disadvantages of C language and assembly language mixed programming .

Key words: PICC singlechip; PICC compiler; C language; assembler language

目前，最常用PIC單片機C語言編程環(huán)境是MATLAB調(diào)試環(huán)境和HI-TECH編譯器PICC。雖然還有眾多支持PIC單片機的C語言編譯器，但PICC因為穩(wěn)定、可靠、編譯生成的代碼效率高，而受到青睞。用C語言來開發(fā)PIC單片機系統(tǒng)軟件最大的好處是編寫代碼效率高，軟件高度直觀、維護升級方便、代碼的重復利用率高、便于跨平臺的代碼移植等。因此用C語言編程，在進行系統(tǒng)設計和開發(fā)的工程師群體中得到廣泛認可。既然C語言是一種強有力的程序設計語言，那么是不是就可以拋棄匯編語言?寫單片機C程序最關鍵的一點是單片機內(nèi)設資源非常有限，同時，要求控制的實時性高，這就要求對單片機體系結構和硬件資源有詳盡的了解，而這些恰恰是匯編語言的優(yōu)勢，所以對于PIC愛好者，尤其初學者而言，C語言與匯編語言混編是不可避免的。實際上，C語言和匯編語言混合編程可以使單片機應用程序的開發(fā)效率和程序本身的運行效率達到最佳的配合。

1 PICC對RAM的特殊要求

下面，我們通過一個引例的不同編程來看PICC對RAM的特殊要求。

例:將RAM中的BANK0的0X20~0X2F共16個單元置為55H。

1.1 采用匯編語言編程

程序1:

INCLUDE\"P16F877.INC\"

MOVLW 0X20

MOVWF FSR

MOVLW 55H

ABCMOVWFINDF

INCF FSR ，F(xiàn)

BTFSSFSR ，4

GOTOABC

GOTO$

END

程序1經(jīng)過調(diào)試，運行后能實現(xiàn)引例功能。

1.2 采用C語言編程

程序2:

#include\"pic.h\"

unsigned char i;

unsigned char *tmp;

void main()

{

tmp=0x20;

for(i=1;i<17;i++)

{

(*tmp)=0x55;

tmp++;

}

}

程序2中運用指針知識，經(jīng)過調(diào)試沒有發(fā)現(xiàn)錯誤，但運行后根本無法滿足引例的要求。

修改程序2第2行為:“bank2 unsigned char i;”，即變量i改到RAM的BANK2。運行的結果是將0X56~0X64共15個單元置為55H。再次將程序2第6行修改為:“tmp=0x21;”，運行后，RAM的0X21~0X30共16個單元置為55H，離要求還有一點距離。

1.3 采用C語言絕對定位技術

程序3:

#include\"pic.h\"

bank2 unsigned char i;

static volatile unsigned char *tmp @ 0x30;

void main()

{

tmp=0x20;

for(i=1;i<17;i++)

{

(*tmp)=0x55;

tmp++;

}

}

程序3將定義的指針定位在BANK0的0X30單元開始的區(qū)域，與0X20~0X2F區(qū)域沒有沖突。經(jīng)過調(diào)試運行能實現(xiàn)引例功能。

1.4 采用C語言與匯編語言混編

程序4:

#include\"pic.h\"

bank2 unsigned char i;

void main()

{#asm

MOVLW0X20

MOVWF_FSR

MOVLW0X55

MOVWF_INDF

#endasm

for(i=1;i<16;i++)

{#asm

INCF _FSR，F(xiàn)

MOVLW0X55

MOVWF _INDF

#endasm

}

}

程序4中唯一變量i 定義在RAM的BANK2區(qū)域，程序經(jīng)過調(diào)試運行能實現(xiàn)引例功能。要說明的是，C語言與匯編語言混編時，匯編語言部分的特殊功能寄存器名必須采用下劃線引導和大寫字母。

從以上不同方法的編程出現(xiàn)的結果，可以看出在C語言環(huán)境下，PICC對File Registers(RAM數(shù)據(jù)存儲器)中的20H~7FH單元具有絕對使用權，這些單元位于BANK0的最后，即通用寄存器的96個字節(jié)。所以，在編程時若要應用這部分單元，那么，則在C語言中定義的所有變量必須放在除BANK0外的RAM中，否則運行結果不可預料。

2 PICC混編時對傳遞參數(shù)的要求

2.1 采用局部變量進行主函數(shù)與自定義函數(shù)之間的數(shù)據(jù)傳遞

PICC規(guī)定，應用局部變量傳遞數(shù)據(jù)，在匯編語言部分引用參數(shù)時，第2 個形參要寫成?_函數(shù)名，第3個形參要寫成?_函數(shù)名+1，以此類推。而第1個形參以及函數(shù)內(nèi)部自定義變量必須分別命名為?a_函數(shù)名，?a_函數(shù)名+1，……，至于?a_函數(shù)名先分配給第1個形參或是第1個自定義變量則不確定。

程序5:

#include

void Test(unsigned char inVar1， unsigned char inVar2，unsigned char inVar3，unsigned char inVar4)

{

unsigned char tmp1=0;

inVar1++;

asm(\"incf ?a_Test+1，f\");

asm(\"decf ?_Test，f\");//inVar2--;

#asm//inVar3+=5;

movf ?_Test+1，w

addlw 0x5

movwf ?_Test+1

#endasm

#asm//inVar4-=0x5左移一位，低位補1;

bsf _STATUS，0

rlf ?_Test+2，f

#endasm

#asm //tmp1=inVar1;

movf ?a_Test+1，w

movwf ?a_Test

#endasm

}

void main()

{

unsigned char t1，t2;

t1=t2=10;

Test(t1，t2，t1，t2);

}

程序5中的自定義函數(shù)名為Test，共有inVar1~inVar4等4個形參，函數(shù)內(nèi)部還有1個自定義變量tmp1。在匯編語言中inVar1寫成?a_Test+1、inVar2~inVar4分別寫成?_Test~?_Test+2、而tmp1寫成?a_Test。需要說明的是:

1) 程序中C語言部分若不對第1個形參inVar1進行操作，則在匯編語言部分中對inVar1處理是無效的!也就是不分配內(nèi)在單元給inVar1。

2) 程序中C語言部分若不對函數(shù)內(nèi)部的自定義tmp1進行賦值或運算，則在匯編部分對tmp1處理是無效的，也就是不分配RAM空間。

以上兩點，在進行C語言與匯編語言混編時應特別關注。

2.2 采用全局變量進行主函數(shù)與自定義函數(shù)之間的數(shù)據(jù)傳遞

程序6:

#include

volatile unsigned char tmp;

volatile bank1 unsigned char tmp1;

volatile bank2 unsigned char tmp2;

void Test(void)

{

#asm

clrf _STATUS

movlw 0x55

movwf _tmp

#endasm

}

void Test1(void)

{

#asm

clrf _STATUS

movlw 0x10

movwf _tmp

bcf _STATUS，6

BSF _STATUS，5

movlw 0x20

movwf _tmp1^0x80;非BANK0變量，在匯編語言中使用要如此

#endasm

}

void main()

{

while(1)

{

Test1();

if(tmp==0x10)

{

tmp=0xab;

}

if(tmp1==0x20)

{

tmp1=0xcd;

}

Test();

tmp2=tmp+tmp1;

}

}

程序6采用全局變量傳遞數(shù)據(jù)，共定義tmp、tmp1、tmp2三個全局變量，分別定義在RAM的BANK0、BANK1、BANK2，其中tmp、tmp1用于函數(shù)之間傳遞函數(shù)，在匯編語言部分要使用這兩個全局變量時，只要在變量名前加下劃線作為引導就可以了。但要注意的是，若這些全局變量定義在非BANK0，如程序中的tmp，則在匯編語言部分使用時，必須寫成_tmp1^0x80。若是定義在BANK1，就得寫成_tmp1^0x100，若是定義在BANK2，就得寫成_tmp1^0x180。

程序7:

#include

volatile unsigned char inVar1，inVar2，inVar3，inVar4;

void Test()

{

unsigned char tmp1=0;

//inVar1-=1;

asm(\"incf _inVar1，f\");

//inVar2--;

asm(\"decf _inVar2，f\");

//inVar3+=5;

#asm

movf _inVar3，w

addlw 0x5

movwf _inVar3

#endasm

//inVar4-=0x5左移一位，低位補1;

#asm

bsf _STATUS，0

rlf _inVar4，f

#endasm

//tmp1=inVar1;

#asm

movf _inVar1，w

movwf ?a_Test

#endasm

}

void main()

{

unsigned char tmp1=2;

inVar1=inVar2=inVar3=inVar4=10;

Test();

inVar1=inVar4;inVar3=tmp1;

}

程序7除定義了全局變量，還在自定義函數(shù)中定義了一個自定義變量tmp1，同樣在匯編部分要換名為?a_Test，需要說明的是，若對tmp1不賦初值，那么在匯編時會出現(xiàn)“找不到?a_Test”錯誤信息，而無法通過匯編。

使用全局變量最大的好處是尋址直觀，只需在 C 語言定義的變量名前增加一個下劃線，即可在匯編語句中尋址，使用全局變量進行參數(shù)傳遞效率比形參傳遞高。

3 C語言主函數(shù)內(nèi)含匯編語言的情況

程序8:

#include

void main()

{

unsigned char tmp，i;

while(1)

{

tmp=1;

#asm

movf ?a_main+1，w

movwf ?a_main

#endasm

i++;

} }

程序8在主函數(shù)內(nèi)定義兩個變量，這兩個變量在匯編語言部分使用時，必須換名為 ?a_main和 ?a_main+1，需要說明的是，第1 個自定義變量tmp，在匯編語言部分使用?a_main前，在C語言部分必須先進行賦初值或計算，否則會出現(xiàn)錯誤。

程序9:

#include

volatileunsigned char tmp，i;

void main()

{

while(1)

{

//tmp=1;

#asm

movf _i，w

movwf _tmp

#endasm

i++;

} }

程序9在主函數(shù)外定義了兩個全局變量，它們在匯編語言部分使用比較簡單，只要在變量前加下劃線引導就可以。

4 結束語

可以看出，C語言和匯編語言混合編程在具體實施時，一定要注意許多細節(jié)問題，否則運算結果不可預料。

一般來說，在項目開發(fā)過程中，程序量較大且PICC 進行后道編譯優(yōu)化，采用C語言編寫的代碼不會比全部用匯編編寫的代碼差多少。所以，既然用了C語言編程，就盡量避免使用嵌入?yún)R編指令或整個地編寫匯編指令模塊文件。對于非得采用C語言和匯編語言混合編程，一定要注意:1)盡量使用嵌入?yún)R編;2)盡量使用全局變量進行參數(shù)傳遞。

參考文獻:

[1] 李榮正.PIC單片機原理及應用[M].北京:北京航空航天大學出版社，2006.

[2] 周堅.PIC單片機輕松入門[M].北京:北京航空航天大學出版社，2009.

[3] 張明峰.PIC單片機入門與實戰(zhàn)[M].北京:北京航空航天大學出版社，2004.