BA3CE
2002-11-25, 10:38
C语言在单片机开发中的应用
在单片机的开发应用中，已逐渐开始引入高级语言，C语言就是其中的一种。对用惯了汇编的人来说，总觉得高级语言’可控性’不好，不如汇编那样随心所欲。但是只要我们掌握了一定的C语言知识，有些东西还是容易做出来的，以下是笔者实际工作中遇到的几个问题，希望对初学C51者有所帮助。
一、C51热启动代码的编制
对于工业控制计算机，往往设有有看门狗电路，当看门狗动作，使计算机复位，这就是热启动。热启动时，一般不允许从头开始，这将导致现有的已测量到或计算到的值复位，导致系统工作异常。因而在程序必须判断是热启动还是冷启动，常用的方法是：确定某内存单位为标志位(如0x7f位和0x7e位)，启动时首先读该内存单元的内容，如果它等于一个特定的值(例如两个内存单元的都是0xaa)，就认为是热启动，否则就是冷启动，程序执行初始化部份，并将0xaa赋与这两个内存单元。
根据以上的设计思路，编程时，设置一个指针，让其指向特定的内存单元如0x7f，然后在程序中判断，程序如下：
void main()
{ char data *HotPoint=(char *)0x7f;
if((*HotPoint==0xaa)&&(*(--HotPoint)==0xaa))
{ /*热启动的处理 */
}
else
{ HotPoint=0x7e; /*冷启动的处进
*HotPoint=0xaa;
*(++HotPoint)=0xaa;
}
/*正常工作代码*/
}
然而实际调试中发现，无论是热启动还是冷启动，开机后所有内存单元的值都被复位为0，当然也实现不了热启动的要求。这是为什么呢?原来，用C语言编程时，开机时执行的代码并非是从main()函数的第一句语句开始的，在main()函数的第一句语句执行前要先执行一段’起始代码’。正是这段代码执行了清零的工作。C编译程序提供了这段起始代码的源程序，名为CSTARTUP.A51,打开这个文件，可以看到如下代码：
.
IDATALEN EQU 80H ; the length of IDATA memory in bytes.
.
STARTUP1:
IF IDATALEN <> 0
MOV R0,#IDATALEN - 1
CLR A
IDATALOOP: MOV @R0,A
DJNZ R0,IDATALOOP
ENDIF
.
可见，在执行到判断是否热启动的代码之前，起始代码已将所有内存单元清零。如何解决这个问题呢?好在启动代码是可以更改的，方法是：修改startup.a51源文件，然后用编译程序所附带的a51.exe程序对 startup.a51编译，得到startup.obj文件，然后用这段代码代替原来的起始代码。具体步骤是（设C源程序名为HOTSTART.C）：
修改startup.a51源文件(这个文件在C51\LIB目录下)。
执行如下命令：
A51 startup.a51 得到startup.obj文件。将此文件拷入HOTSTART.C所在目录。
将编好的C源程序用C51.EXE编译好，得到目标文件HOTSTART.OBJ。
用 L51 HOTSTART, STARTUP.OBJ 命令连接，得到绝对目标文件HOTSTART。
用 OHS51 HOTSTART 得到HOTSTART.HEX文件，即可。
对于startup.a51的修改，根据自已的需要进行，如将IDATALEN EQU 80H中的80H改为70H，就可以使6F到7F的16字节内存不被清零。
二、直接调用EPROM中已固化的程序
笔者用的仿真机，由6位数码管显示，在内存DE00H处放显示子程序，只要将要显示的数放入显示缓冲区，然后调用这个子程序就可以使用了，汇编指令为:
LCALL 0DEOOH
在用C语言编程时，如何实现这一功能呢?C语言中有指向函数的指针这一概念，可以利用这种指针来实现用函数指针调用函数。指向函数的指针变量的定义格式为：
类型标识符 (*指针变量名)();
在定义好指针后就可以给指针变量赋值，使其指向某个函数的开始存地址，然后用
(*指针变量名)()即可调用这个函数。如下例：
void main(void)
{
void (*DispBuffer)(); /*定义指向函数指针*/
DispBuffer=0xde00; /*赋值*/
for(;;)
{ Key();
DispBuffer();
}
}
三、将浮点数转化为字符数组
笔者在编制应用程序时有这样的要求：将运算的结果（浮点数）存入EEPROM中。我们知道，浮点数在C语言中是以IEEE格式存储的，一个浮点数占用四个字节，例如浮点数34.526存为（160，26，10，66）这四个数。要将一个浮点数存入EEPROM，实际上就是要存这四个数。那么如何在程序中得到一个浮点数的组成数呢？
浮点数在存储时，是存储连续的字节中的，只要设法找到存储位置，就可以得到这些数了。可以定义一个void的指针，将此指针指向需要存储的浮点数，然后将此指针强制转化为char型，这样，利用指针就可以得到组成该浮点数的各个字节的值了。具体程序如下：
#define uchar unsigned char#define uint unsigned intvoid FtoC(void)
{ float a;
uchar i,*px
uchar x[4]; /*定义字符数组，准备存储浮点数的四个字节*、
void *pf;
px=x; /*px指针指向数组x*/
pf=&a; /*void 型指针指向浮点数首地址*/
a=34.526;
for(i=0;i<4;i++)
{ *(px+i)=*((char *)pf+i); /*强制void 型指针转成char型,因为*/
} /*void型指针不能运算*/
}
如果已将数存入EEPROM，要将其取出合并，方法也是一样，可参考下面的程序。
#define uchar unsigned char#define uint unsigned int
void CtoF(void)
{ float a;
uchar i,*px
uchar x[4]={56,180,150,73};
void *pf;
px=x;
pf=&a;
for(i=0;i<4;i++)
{ *((char *)pf+i)=*(px+i);
}
}
以上所用C语言为FRANKLIN C51 VER 3.2。
在单片机的开发应用中，已逐渐开始引入高级语言，C语言就是其中的一种。对用惯了汇编的人来说，总觉得高级语言’可控性’不好，不如汇编那样随心所欲。但是只要我们掌握了一定的C语言知识，有些东西还是容易做出来的，以下是笔者实际工作中遇到的几个问题，希望对初学C51者有所帮助。
一、C51热启动代码的编制
对于工业控制计算机，往往设有有看门狗电路，当看门狗动作，使计算机复位，这就是热启动。热启动时，一般不允许从头开始，这将导致现有的已测量到或计算到的值复位，导致系统工作异常。因而在程序必须判断是热启动还是冷启动，常用的方法是：确定某内存单位为标志位(如0x7f位和0x7e位)，启动时首先读该内存单元的内容，如果它等于一个特定的值(例如两个内存单元的都是0xaa)，就认为是热启动，否则就是冷启动，程序执行初始化部份，并将0xaa赋与这两个内存单元。
根据以上的设计思路，编程时，设置一个指针，让其指向特定的内存单元如0x7f，然后在程序中判断，程序如下：
void main()
{ char data *HotPoint=(char *)0x7f;
if((*HotPoint==0xaa)&&(*(--HotPoint)==0xaa))
{ /*热启动的处理 */
}
else
{ HotPoint=0x7e; /*冷启动的处进
*HotPoint=0xaa;
*(++HotPoint)=0xaa;
}
/*正常工作代码*/
}
然而实际调试中发现，无论是热启动还是冷启动，开机后所有内存单元的值都被复位为0，当然也实现不了热启动的要求。这是为什么呢?原来，用C语言编程时，开机时执行的代码并非是从main()函数的第一句语句开始的，在main()函数的第一句语句执行前要先执行一段’起始代码’。正是这段代码执行了清零的工作。C编译程序提供了这段起始代码的源程序，名为CSTARTUP.A51,打开这个文件，可以看到如下代码：
.
IDATALEN EQU 80H ; the length of IDATA memory in bytes.
.
STARTUP1:
IF IDATALEN <> 0
MOV R0,#IDATALEN - 1
CLR A
IDATALOOP: MOV @R0,A
DJNZ R0,IDATALOOP
ENDIF
.
可见，在执行到判断是否热启动的代码之前，起始代码已将所有内存单元清零。如何解决这个问题呢?好在启动代码是可以更改的，方法是：修改startup.a51源文件，然后用编译程序所附带的a51.exe程序对 startup.a51编译，得到startup.obj文件，然后用这段代码代替原来的起始代码。具体步骤是（设C源程序名为HOTSTART.C）：
修改startup.a51源文件(这个文件在C51\LIB目录下)。
执行如下命令：
A51 startup.a51 得到startup.obj文件。将此文件拷入HOTSTART.C所在目录。
将编好的C源程序用C51.EXE编译好，得到目标文件HOTSTART.OBJ。
用 L51 HOTSTART, STARTUP.OBJ 命令连接，得到绝对目标文件HOTSTART。
用 OHS51 HOTSTART 得到HOTSTART.HEX文件，即可。
对于startup.a51的修改，根据自已的需要进行，如将IDATALEN EQU 80H中的80H改为70H，就可以使6F到7F的16字节内存不被清零。
二、直接调用EPROM中已固化的程序
笔者用的仿真机，由6位数码管显示，在内存DE00H处放显示子程序，只要将要显示的数放入显示缓冲区，然后调用这个子程序就可以使用了，汇编指令为:
LCALL 0DEOOH
在用C语言编程时，如何实现这一功能呢?C语言中有指向函数的指针这一概念，可以利用这种指针来实现用函数指针调用函数。指向函数的指针变量的定义格式为：
类型标识符 (*指针变量名)();
在定义好指针后就可以给指针变量赋值，使其指向某个函数的开始存地址，然后用
(*指针变量名)()即可调用这个函数。如下例：
void main(void)
{
void (*DispBuffer)(); /*定义指向函数指针*/
DispBuffer=0xde00; /*赋值*/
for(;;)
{ Key();
DispBuffer();
}
}
三、将浮点数转化为字符数组
笔者在编制应用程序时有这样的要求：将运算的结果（浮点数）存入EEPROM中。我们知道，浮点数在C语言中是以IEEE格式存储的，一个浮点数占用四个字节，例如浮点数34.526存为（160，26，10，66）这四个数。要将一个浮点数存入EEPROM，实际上就是要存这四个数。那么如何在程序中得到一个浮点数的组成数呢？
浮点数在存储时，是存储连续的字节中的，只要设法找到存储位置，就可以得到这些数了。可以定义一个void的指针，将此指针指向需要存储的浮点数，然后将此指针强制转化为char型，这样，利用指针就可以得到组成该浮点数的各个字节的值了。具体程序如下：
#define uchar unsigned char#define uint unsigned intvoid FtoC(void)
{ float a;
uchar i,*px
uchar x[4]; /*定义字符数组，准备存储浮点数的四个字节*、
void *pf;
px=x; /*px指针指向数组x*/
pf=&a; /*void 型指针指向浮点数首地址*/
a=34.526;
for(i=0;i<4;i++)
{ *(px+i)=*((char *)pf+i); /*强制void 型指针转成char型,因为*/
} /*void型指针不能运算*/
}
如果已将数存入EEPROM，要将其取出合并，方法也是一样，可参考下面的程序。
#define uchar unsigned char#define uint unsigned int
void CtoF(void)
{ float a;
uchar i,*px
uchar x[4]={56,180,150,73};
void *pf;
px=x;
pf=&a;
for(i=0;i<4;i++)
{ *((char *)pf+i)=*(px+i);
}
}
以上所用C语言为FRANKLIN C51 VER 3.2。