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[参考设计] PIC单片机C语言简记

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 楼主 | 2020-8-13 09:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
1.PICC安装:   
  PICC编译器可以直接挂接在MPLAB-IDE集成开发平台下,实现一体化的编译连接和原代码调试。使用MPLAB-IDE内的调试工具ICE2000 、ICD2 和软件模拟器都可以实现原代码级的程序调试,非常方便。
  首先必须在你的计算机中安装 PICC 编译器。安装成功后可以进入IDE ,选择菜单项Project Æ Set Language Tool Locations… ,打开语言工具挂接设置对话框。在对话框中选择“HI-TECH PICC Toolsuite”栏,展开可执行文件组“Executable”后,列出了将被MPLAB-IDE 后台调用的编译器所用到的所有可执行文件,其中有汇编编译器“PICC Assembler ”、C 原程序编译器“PICC Compiler”和连接定位程序“PICC Linker”。同时在此列表中还显示了对应的可执行程序名,请注意在这里都是“PICC.EXE”。用鼠标分别点击选中这三项可执行文件,观察对话框下面“Location ”一栏中显示的文件路径,用“Browse…”按纽,从计算机中已经安装的 PICC编译器文件夹中选择PICC.EXE 文件。
     实际上PICC.EXE 只是一个调度管理程序,它会按照所输入的文件扩展名自动调用对应的编译器和连接器,用户要注意的是C 语言原程序扩展名用“.c ”,汇编原程序用“.as”即可。用C 语言编程的好处是可以实现模块化编程。程序编写者应尽量把相互独立的控制任务用多个独立的C 原程序文件实现,如果程序量较大,一般不要把所有的代码写在一个文件内

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 楼主 | 2020-8-13 09:52 | 显示全部楼层
基于PICC编译环境编写PIC 单片机程序的基本方式和标准C 程序类似,程序一般由以下几个主要部分组成:
  z   在程序的最前面用#include 预处理指令引用包含头文件,其中必须包含一个编译器提供的“pic.h ”文件,实现单片机内特殊寄存器和其它特殊符号的声明;
  z   用“__CONFIG ”预处理指令定义芯片的配置位;
  z   声明本模块内被调用的所有函数的类型,PICC将对所调用的函数进行严格的类型匹配检查;
  z   定义全局变量或符号替换;
  z   实现函数(子程序),特别注意 main 函数必须是一个没有返回的死循环。

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 楼主 | 2020-8-13 09:53 | 显示全部楼层
一个C 原程序的范例

1 #include <pic.h>    //包含单片机内部资源预定义
2 #include “pc68.h”    //包含自定义头文件
3  //定义芯片工作时的配置位
4 __CONFIG (HS & PROTECT & PWRTEN & BOREN & WDTDIS);
5  //声明本模块中所调用的函数类型
6 void SetSFR(void);
7 void Clock(void);
8 void KeyScan(void);
9 void Measure(void);
10 void LCD_Test(void);
11 void LCD_Disp(unsigned char);  
12 //定义变量
13 unsigned char second, minute, hour;
14 bit flag1,flag2;
15 //函数和子程序
16 void main(void)
17 {
18   SetSFR();
19   PORTC = 0x00;
20   TMR1H += TMR1H_CONST;
21   LED1 = LED_OFF;
22
23   LCD_Test();
24  
25   //程序工作主循环
26   while(1) {
27      asm(“clrwdt”);   //清看门狗
28      Clock();        //更新时钟
29      KeyScan();      //扫描键盘
30      Measure();      //数据测量
31      SetSFR();       //刷新特殊功能寄存器
32   }
33 }

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 楼主 | 2020-8-13 09:53 | 显示全部楼层
2.PICC 中的变量定义:

bit         1      布尔型位变量,0 或1 两种取值
char          8      有符号或无符号字符变量,PICC 缺省认定char 型变量为无符号数,但可以通过编译选项改为有符号字节变量
unsigned char    8      无符号字符变量
short       16      有符号整型数
unsigned short   16      无符号整型数
int           16      有符号整型数
unsigned int         16      无符号整型数
long        32      有符号长整型数
unsigned long       32      无符号长整型数
float        24      浮点数
double       24  或32     浮点数,PICC 缺省认定double 型变量为24位长,但可以改变编译选项改成32位

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 楼主 | 2020-8-13 09:54 | 显示全部楼层
除了bit型位变量外,PICC完全支持数组、结构和联合等复合型高级变量,这和标准的C 语言所支持的高级变量类型没有什么区别。例如:
数组:unsigned int data[10];
结构:struct commInData {
         unsigned char inBuff[8];
         unsigned char getPtr, putPtr;
      };
联合:union int_Byte {
         unsigned char c[2];
         unsigned int i;
      };

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 楼主 | 2020-8-13 09:54 | 显示全部楼层
3.PICC对数据寄存器bank 的管理

  PICC把单片机中数据寄存器的bank 问题交由编程员自己管理,因此在定义用户变量时你必须自己决定这些变量具体放在哪一个bank 中。如
果没有特别指明,所定义的变量将被定位在bank0。  

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 楼主 | 2020-8-13 09:57 | 显示全部楼层
例如下面所定义的这些变量:
unsigned char buffer[32];
bit flag1,flag2;
float val[8];

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 楼主 | 2020-8-13 09:58 | 显示全部楼层
除了bank0 内的变量声明时不需特殊处理外,定义在其它bank 内的变量前面必须加上相应的bank 序号,例如:
                                bank1 unsigned char buffer[32];    //变量定位在bank1中
                                bank2 bit flag1,flag2;    //变量定位在bank2中
                                bank3 float val[8];    //变量定位在bank3中

  如果超过bank 容量,在最后连接时会报错,大致信息如下:(中档PIC中一个数据寄存器128字节)
      Error[000]   : Can't find 0x12C words for psect rbss_1 in segment BANK1
  连接器告诉你总共有0x12C (300 )个字节准备放到 bank1 中但 bank1 容量不够。显然,只有把一部分原本定位在bank1 中的变量改放到其它 bank 中才能解决此问题。

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 楼主 | 2020-8-13 09:59 | 显示全部楼层
 虽然变量所在的bank 定位必须由编程员自己决定,但在编写原程序时进行变量存取操作前无需再特意编写设定bank 的指令。C 编译器会根据所操作的对象自动生成对应 bank 设定的汇编指令。为避免频繁的bank 切换以提高代码效率,尽量把实现同一任务的变量定位在同一个bank 内;对不同bank 内的变量进行读写操作时也尽量把位于相同 bank 内的变量归并在一起进行连续操作。

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 楼主 | 2020-8-13 09:59 | 显示全部楼层
  PICC中把所有的函数内部定义的auto型局部变量放在bank0。为了节约宝贵的存储空间,它采用了一种被叫做“静态覆盖”的技术来实现局部变量的地址分配。因此用户自己定位在bank()内的变量字节数将受到一定的限制,在实际使用时需注意。

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 楼主 | 2020-8-13 10:00 | 显示全部楼层
      bit型为变量只能是全局的或静态的。PICC将把定位在同一bank内的8个位变量合并成一个存放于一个固定地址。因此所有指针对为变量的操作将直接使用PIC单片机的位操作汇编指令高效实现。

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 楼主 | 2020-8-13 10:01 | 显示全部楼层
在用C 语言写程序时变量一般由编译器和连接器最后定位,在写程序之时无需知道所定义的变量具体被放在哪个地址(除了bank 必须声明)。真正需要绝对定位的只是单片机中的那些特殊功能寄存器,而这些寄存器的地址定位在PICC编译环境所提供的头文件中已经实现,无需用户操心。

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 楼主 | 2020-8-13 10:02 | 显示全部楼层
 unsigned char tmpData @ 0x20;  //tmpData定位在地址0x20

      上面变量 tmpData 的地址是0x20,但最后 0x20 处完全有可能又被分配给了其它变量使用,这样就发生了地址冲突。因此针对变量的绝对定位要特别小心。从笔者的应用经验看,在一般的程序设计中用户自定义的变量实在是没有绝对定位的必要。

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 楼主 | 2020-8-13 10:03 | 显示全部楼层
 如果需要,位变量也可以绝对定位。但必须遵循上面介绍的位变量编址的方式。如果一个普通变量已经被绝对定位,那么此变量中的每个数据位就可以用下面的计算方式实现位变量指派:
      unsigned char tmpData @ 0x20;  //tmpData定位在地址0x20
      bit tmpBit0 @ tmpData*8+0;    //tmpBit0对应于tmpData第0 位
      bit tmpBit1 @ tmpData*8+1;    //tmpBit0对应于tmpData第1 位
      bit tmpBit2 @ tmpData*8+2;    //tmpBit0对应于tmpData第2 位
如果tmpData 事先没有被绝对定位,那就不能用上面的位变量定位方式。

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 楼主 | 2020-8-13 10:04 | 显示全部楼层
4.PICC的其它变量修饰关键词:

  extern  —  外部变量声明。如果在一个C 程序文件中要使用一些变量但其原型定义写在另外的文件中,那么在本文件中必须将这些变量声明成“extern ”外部类型。



例如程序文件code1.c中有如下定义:
bank1 unsigned char var1, var2;      //定义了bank1中的两个变量
在另外一个程序文件code2.c中要对上面定义的变量进行操作,则必须在程序的开头定义:  
extern bank1 unsigned char var1, var2;  //声明位于bank1的外部变量

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 楼主 | 2020-8-13 10:04 | 显示全部楼层
  volatile —  易变型变量声明。PICC 中还有一个变量修饰词在普通的C 语言介绍中一般是看不到的,它说明了一个变量的值是会随机变化的,即使程序没有刻意对它进行任何赋值操作。“volatile”类型定义在单片机的 C 语言编程中是如此的重要,是因为它可以告诉编译器的优化处理器这些变量是实实在在存在的,在优化过程中不能无故消除。

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 楼主 | 2020-8-13 10:05 | 显示全部楼层
假定你的程序定义了一个变量并对其作了一次赋值,但随后就再也没有对其进行任何读写操作,如果是非volatile 型变量,优化后的结果是这个变量将有可能被彻底删除以节约存储空间。另外一种情形是在使用某一个变量进行连续的运算操作时,这个变量的值将在第一次操作时被复制到中间临时变量中,如果它是非volatile型变量,则紧接其后的其它操作将有可能直接从临时变量中取数以提高运行效率,显然这样做后对于那些随机变化的参数就会出问题。只要将其定义成volatile 类型后,编译后的代码就可以保证每次操作时直接从变量地址处取数。

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 楼主 | 2020-8-13 10:06 | 显示全部楼层
const  —  常数型变量声明。这些变量就成为常数,程序运行过程中不能对其修改。除了位变量(这些位变量还是被放置在 RAM中,但程序不能对其赋值修改。),其它所有基本类型的变量或高级组合变量都将被存放在程序空间(ROM区)以节约数据存储空间。显然,被定义在ROM区的变量是不能再在程序中对其进行赋值修改的,这也是“const”的本来意义。

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 楼主 | 2020-8-13 10:06 | 显示全部楼层
 persistent —  非初始化变量声明。按照标准C 语言的做法,程序在开始运行前首先要把所有定义的但没有预置初值的变量全部清零。PICC会在最后生成的机器码中加入一小段初始化代码来实现这一变量清零操作,且这一操作将在main 函数被调用之前执行。问题是作为一个单片机的控制系统有很多变量是不允许在程序复位后被清零的。为了达到这一目的,PICC 提供了“persistent ”修饰词以声明此类变量无需在复位时自动清零,编程员应该自己决定程序中的那些变量是必须声明成“persisten ”类型,而且须自己判断什么时候需要对其进行初始化赋值。

  例如: persistent unsigned char hour,minute,second;  //定义时分秒变量

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 楼主 | 2020-8-13 10:07 | 显示全部楼层
5.PICC中的指针



  PICC中指针的基本概念和标准C 语法没有太多的差别。但是在 PIC 单片机这一特定的架构上,指针的定义方式还是有几点需要特别注意。

  1.指向RAM的指针

  如果是汇编语言编程,实现指针寻址的方法肯定就是用FSR 寄存器,PICC也不例外。这样就势必产生一个问题:FSR 能够直接连续寻址的范围是256 字节(bank0/1或bank2/3),要覆盖最大512 字节的内部数据存储空间,又该如何让定义指针?PICC还是将这一问题留给编程员自己解决:在定义指针时必须明确指定该指针所适用的寻址区域,

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