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C语言在单片机开发中的应用

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cpu_0dgree|  楼主 | 2007-7-23 17:25 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
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):
1.    修改startup.a51源文件(这个文件在C51LIB目录下)。 
2.    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。
3.    将编好的C源程序用C51.EXE编译好,得到目标文件HOTSTART.OBJ。 
4.    用 L51 HOTSTART, STARTUP.OBJ 命令连接,得到绝对目标文件HOTSTART。 
5.    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。

给C语言增加几个位操作函数
在汇编语言中有直接对位进行操作的指令,如置位、复位、位取反、测试某一位等,这对于硬件操作十分方便,在C语言中尽管也提供了一些位操作手段,如按位与、按位或、按位取反等,但它们是对一个字节进行操作,如要对具体的一位操作,仍旧不方便,以下给出了一些函数,可以模仿汇编语言的一些位操作功能。
#define uchar unsigned char
/*测试变量某一位是否为‘1’,是返回真,否返回假,num为待测试的数,bit为位数,其值从0到7,下同*/
uchar bittest(uchar num,uchar bit) 
{ if(num>>bit&0x01==1)
return 1;
else
return 0;
}
uchar bitclr(uchar num,uchar bit) /*清除某一位*/
{
uchar bit_value[]={1,2,4,8,16,32,64,128};
return num&~bit_value[bit];
}
uchar bitset(uchar num,uchar bit) /*设置某一位*/
{
uchar bit_value[]={1,2,4,8,16,32,64,128};
return num|bit_value[bit];
}
uchar bitcpl(uchar num,uchar bit) /*取反某一位*/
{
uchar bit_value[]={1,2,4,8,16,32,64,128};
if(num>>bit&0x01==1)
return num&~bit_value[bit];
else
return num|bit_value[bit];
}
/*以下主程序演示,调用时,可以直接给出数值,也可以给出变量名*/
void main(void)
{
uchar xx=0xfe;
xx=bitset(xx,0);
printf("The set out is %x ",xx);
printf("The clr out is %x ",bitclr(255,0));
printf("The test out is %x ",bittest(0xff,0));
printf("The cpl out is %x ",bitcpl(0x00,7));
}
以上是以TC为例编写的主程序,各函数在其它C语言中也一样可用。

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沙发
一朝成名| | 2007-7-24 08:04 | 只看该作者

不错 不错

俺帮顶下

沙发

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板凳
ayb_ice| | 2007-7-24 08:07 | 只看该作者

你的位操作太落后了...

直接用宏代替又快又好...
居然还印上"酷"标志...

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地板
xwj| | 2007-7-24 08:20 | 只看该作者

是啊,去看看HotPower倒塌的INTRINS.H吧

Keil自带的也行

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5
古道热肠| | 2007-7-24 10:05 | 只看该作者

带进位(c)位循环左移用C语言如何实现效率接近汇编

  这问题琢磨好久了,如有1变量的初值为0x01,要求按0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80,0x01......循环不止。

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6
xwj| | 2007-7-24 10:57 | 只看该作者

LS,去看hotpower的旧贴啊

看了再问啊

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7
ayb_ice| | 2007-7-24 11:01 | 只看该作者

回5楼

_crol_ ...

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8
gyt| | 2007-7-24 11:22 | 只看该作者

挺好

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9
sklar| | 2007-7-24 15:05 | 只看该作者

hen hao

hen  hao

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10
loading888| | 2007-7-24 17:41 | 只看该作者

谢谢

谢谢

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11
cpu_0dgree|  楼主 | 2007-7-24 23:00 | 只看该作者

谢谢高手指点

谢谢各路大侠指点和建议啦,
偶还是提高中咯~

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12
hotpower| | 2007-7-25 00:26 | 只看该作者

感觉HotPoint为整型安全些~~~搞个0x55aa好些

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13
hotpower| | 2007-7-25 00:38 | 只看该作者

倒塌了~~~改成IDATALEN EQU 00H就等于__no_init了~~~

还要什么HOTSTART.C??????????


倒塌了~~~误导我们这些水鸟和菜鸟呀~~~

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14
xwj| | 2007-7-25 00:50 | 只看该作者

呵呵,老Hot,你没看清楚哦

里面的环境可是“以上所用C语言为FRANKLIN C51 VER 3.2。”
讲的还是命令行链接,当然习惯不同了

也不知LZ从哪里抄来的,自己都没仔细看吧?



现在的用法就是把startup.a51拷到工程目录下,加入到项目,根据自已的需要进行,如将IDATALEN EQU 80H中的80H改为需要的值,直接ReBuild All即可

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15
art6158| | 2007-7-25 08:23 | 只看该作者

回LZ

LZ所说的将浮点数转化为字符数组的方法,定义一个共同体
union ctof{
    float data;
    uchar x[4];
},x[4]里填充数值,读data应该也可以实现吧?还没去实验,仅想法.
另外第一个例子里的(--HotPoint)这句话没问题吗?

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16
古道热肠| | 2007-7-25 09:42 | 只看该作者

回7楼

 _crol_这函数兼容性不好,就Keil C51支持吧,我要的是移植性好的。而且还希望扩充到unsinged int 和unsigned long构成16位或32位循环移位,普通的移位都把最高位丢掉了,最低位补0,有些时候应用时会影响效率。

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17
liandao| | 2007-7-27 13:17 | 只看该作者

我曾发觉#define BIT_Mask (1<<17)在Keil C中不对

我曾发觉#define BIT_Mask (1<<17)在Keil C中不对,实测时出了问题,后来keil仿真看,结果一直是0, (1<<16)没有问题,好像大于16不行.也不知道是编译器手册有没有提到有这样的限制.

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18
xzl| | 2007-7-27 15:34 | 只看该作者

做控制我喜欢用汇编

做产品,由于算法太多,只好用C

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19
ayb_ice| | 2007-7-27 15:50 | 只看该作者

回17楼

应该这样定义
#define BIT_Mask (0x00000001<<17)

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20
ayb_ice| | 2007-7-27 15:51 | 只看该作者

回16楼

那只有去修改ANSI C标准了...

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