C語言在單片機開發中的應用

遼寧對外經貿學院 孫 靜

C是一種編譯型語言．有高級語言的特點，并具備匯編語言的功能，移植性能好，便于自頂向下結構化程序設計，C語言在單片機中的應用，給開發者帶來了很大的方便．軟件開發者不需要對單片機硬件的結構有很深人的了解，編譯器可以自動完成變量存儲單元的分配．使得單片機的程序設計更加簡單可靠。指針、地址、數組及其相互關系是C語言中最有特色的部分。在編寫單片機的應用程序時，常常需要對端口及存儲單元進行尋址．因此，掌握指針在這些尋址過程的工作原理是很有必要的，這有利于編寫靈活高效的程序。

一、指針結構聲明

C語言中，對于指針的聲明采用如下形式：類型標識符＊指針變量名；由于單片機存儲區的關系，所以單片機C語言的指針聲明格式有別于普通C語言指針的聲明格式，其格式為：

類型標識符［存儲區類型］

指針變量名［指針變量存儲區類型］

單片機C語言的指針的定義比普通C語言指針的定義多兩個部分：存儲區類型是指指針變量所指向的數據的存儲區，可以是所有的數據存儲類型；指針變量存儲區類型是指指針變量的存放區域的數據，可以是data、ldata、xdata或pdata如下聲明：unsigned char xdata *data yc；

上聲明語句是指在RAM(data)內聲明一指針變量yc，該指針變量指向一無符號字符型數據，該無符號型字符存在xdata區內。該指針變量的應用格式如下：

其編譯后的的匯編為：MOV 08H，#00H；0x08和0x09是在片內RAM存儲區分配的yc指針變量的地址空間。

二、指針尋址的實現

單片機C語言的數組的尋址和普通C語言的尋址基本上是一樣的，只是當數組存儲在片內時，由于片內RAM資源十分有限，所以很難有比較復雜的數據結構，而且在編程過程中也盡量避免在片內RAM中使用較大的數組。

1.指向data區的指針尋址的實現

這是最基本的尋址方法，比如一個檢測系統中，通過A/D轉換把外部數據輸入單片機中，單片機對這6次采樣數據求和，具體程序如下：

2.指向程序存儲區的指針尋址實現

指針指向數據存儲區其其實質就是C語言中指向函數的指針這一概念，可以利用這種指針來實現函數指針調用函數。指向函數的指針變量定義格式為：類型標識符（*指針變量名）（[參數1]，[參數2]……）；定義好后用（*指針變量名）（[參數]，[參數]……）即可調用這個函數。例如，主程序中要引用一個鍵盤掃描函數scan，程序如下所示：

三、C51熱啟動代碼的編制

對于工業控制計算機，往往設有看門狗電路，當看門狗動作使計算機復位，這就是熱啟動。熱啟動時，一般不允許從頭開始，這將導致現有的已測量到或計算到的值復位，導致系統工作異常。因而在程序中必須判斷是熱啟動還是冷啟動，常用的方法是：確定某內存單位為標志位(如0x7f位和0x7e位)，啟動時首先讀該內存單元的內容，如果它等于一個特定的值(例如兩個內存單元的都是0xaa)，就認為是熱啟動，否則就是冷啟動，程序執行初始化部份，并將0xaa賦與這兩個內存單元。

根據以上的設計思路，編程時，設置一個指針，讓其指向特定的內存單元如0x7f，然后在程序中判斷，程序如下：

然而實際調試中發現，無論是熱啟動還是冷啟動，開機后所有內存單元的值都被復位為0，當然也實現不了熱啟動的要求。這是為什么呢?原來，用C語言編程時，開機時執行的代碼并非是從main()函數的第一句語句開始的，在main()函數的第一句語句執行前要先執行一段“起始代碼”。正是這段代碼執行了清零的工作。C編譯程序提供了這段起始代碼的源程序，名為“startup.a51”,打開這個文件，可以看到如下代碼：

可見，在執行到判斷是否熱啟動的代碼之前，起始代碼已將所有內存單元清零。如何解決這個問題呢?好在啟動代碼是可以更改的，方法是：修改startup.a51源文件，然后用編譯程序所附帶的a51.exe程序對startup.a51編譯，得到startup.obj文件，然后用這段代碼代替原來的起始代碼。具體步驟是（設C源程序名為HOTSTART.C）：

修改startup.a51源文件(這個文件在C51LIB目錄下)。

執行如下命令：

A51 startup.a51得到startup.obj文件。將此文件拷入HOTSTART.C所在目錄。

將編好的C源程序用C51.EXE編譯好，得到目標文件HOTSTART.OBJ。

用L51 HOTSTART,STARTUP.OBJ命令連接，得到絕對目標文件HOTSTART。

用OHS51 HOTSTART得到HOTSTART.HEX文件，即可。

對于startup.a51的修改，根據自已的需要進行，如將IDATALEN EQU 80H中的80H改為70H，就可以使6F到7F的16字節內存不被清零。

四、結束語

單片機C語言的應用是十分靈活的，要充分發揮C語言的優勢，對內外部數據和程序進行方便自如的操作，必須要掌握好指針的應用。

[1]馬忠棒.單片機的C語言應用程序設計[M].北京航空航天大學出版社,2001.

[2]曹聰,岳繼光.單片機C語言指針的應用[J].微型電腦應用,2003.