李銳，呂瓊

摘要：MCS-51單片機(jī)是目前應(yīng)用最為廣泛的8位單片機(jī)，單片機(jī)的編程方式主要有匯編、C語言以及兩者混合三種方式，掌握三種編程方式，在具體應(yīng)用中靈活運(yùn)用是非常重要的，該文通過這三種編程方式對(duì)MCS-51單片機(jī)的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的討論。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；匯編語言；C語言；混合編程

中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)20-4994-03

Discuss of Three Methods of Programming for MCS-51 Single Chip Microcomputer

LI Rui，LV Qiong

（College of Physics and Electronic Engineering, Qujing Normal University,Qujing 655011,China）

Abstract: MCS-51 is the most popular in the 8 bit single chip microcomputer at present. Single chip microcomputer are three ways for programming, they are assembly language, C language and complex programming. Used the techniques with great facility is very import. The document discuss the methods in detail.

Key words: single chip microcomputer; assembly language; C language; complex programming

MCS-51系列單片機(jī)是Intel公司的8位單片機(jī)，其中DIP封裝的AT89S52單片機(jī)是美國(guó)Atmel公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS 8位單片機(jī)，其片內(nèi)含有8KB可在線編程的Flash閃速存儲(chǔ)器，芯片采用Atmel公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51單片機(jī)的指令系統(tǒng)及引腳兼容、功能強(qiáng)大，適合于許多較多較為復(fù)雜的控制應(yīng)用場(chǎng)合[1]。目前開發(fā)MCS-51系列單片機(jī)最流行的軟件是美國(guó)Keil Software公司出品的Keil軟件，這是一個(gè)功能強(qiáng)大的集成開發(fā)環(huán)境（μVision）。

1 MCS-51單片機(jī)的三種編程方式

1.1匯編方式

匯編語言是面向機(jī)器的程序設(shè)計(jì)語言，也稱為符號(hào)語言。匯編語言中，用符號(hào)代替機(jī)器語言的二進(jìn)制碼，使之比機(jī)器語言易于讀寫、易于調(diào)試和修改，同時(shí)也具有機(jī)器語言執(zhí)行速度快，占內(nèi)存空間少等優(yōu)點(diǎn)，但在編寫復(fù)雜程序時(shí)具有明顯的局限性，匯編語言依賴于具體的機(jī)型，不能通用，也不能在不同機(jī)型之間移植。

1.2 C語言方式

C語言是一種高級(jí)語言，其編寫的程序比用匯編語言更符合人們的思考習(xí)慣，具有良好的模塊化，容易閱讀和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，開發(fā)者可以更專心地考慮算法而不是考慮一些細(xì)節(jié)問題，這樣就減少了開發(fā)和調(diào)試的時(shí)間。同時(shí)C語言不依賴于硬件，這使其具有了很好的移植性[2]。另外，C語言還還有豐富的庫(kù)函數(shù)支持，繪圖能力也比較強(qiáng)。但C語言代碼編譯后的目標(biāo)代碼體積大，意味著存在占用空間多，執(zhí)行速度較慢的問題。

1.3匯編與C語言混合方式

根據(jù)匯編和C語言的特點(diǎn)，選擇編程語言的一種折中方式就是匯編和C語言混合編程?；旌暇幊谭绞街饕袃煞N形式，一種是在C語言中嵌入?yún)R編代碼，另一種是匯編和C語言相互調(diào)用函數(shù)，實(shí)現(xiàn)方法是通過關(guān)鍵詞進(jìn)行標(biāo)識(shí)，如果涉及參數(shù)傳遞，主要是通過R2—R7這幾個(gè)工作寄存器來存取。在應(yīng)用中，通常在對(duì)時(shí)效性要求比較嚴(yán)格的時(shí)候，這部分代碼使用匯編是唯一的選擇，比如時(shí)鐘的中斷計(jì)時(shí)服務(wù)程序等，而其它時(shí)候，使用C語言比較方便。

2三種編程方式的應(yīng)用——經(jīng)典流水燈實(shí)驗(yàn)

2.1匯編方式

ORG 0000H;標(biāo)記程序起始位置

SJMP MAIN;跳轉(zhuǎn)到主程序地址

ORG 000BH;計(jì)時(shí)/計(jì)數(shù)器0的中斷入口地址

AJMP TIMER0;跳轉(zhuǎn)到計(jì)時(shí)中斷服務(wù)程序

ORG 0033H;標(biāo)記主程序起始的絕對(duì)位置MAIN: MOV TMOD,#02H ;設(shè)置為計(jì)時(shí)器工作方式2

MOV TH0,#06H;預(yù)設(shè)溢出的自動(dòng)賦值數(shù)據(jù)MOV TL0,#06H;預(yù)設(shè)一次計(jì)時(shí)的初值

SETB ET0;打開計(jì)時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷控制

SETB EA;打開總中斷控制

SETB TR0;開啟計(jì)時(shí)

MOV R1,#00H

MOV R0,#00H

MOV A,#01H;初始化狀態(tài)數(shù)據(jù)LOOP: MOV P0,A;點(diǎn)亮發(fā)光二極管

SJMP LOOP

TIMER0: INC R1;機(jī)器周期計(jì)時(shí)

CJNE R1,#250,EXT ;而方式2使用的是8位字長(zhǎng)，因此使用了R0和R1擴(kuò)展

MOV R1,#00H

INC R0

CJNE R0,#32,EXT

MOV R0,#00H

RL A;循環(huán)左移點(diǎn)亮狀態(tài)數(shù)據(jù)

EXT:RETI;中斷返回

END;程序結(jié)束

2.2 C語言方式

unsigned int t=0;//計(jì)時(shí)變量

unsigned char s=0x01;//發(fā)光二極管點(diǎn)亮狀態(tài)數(shù)據(jù)變量void timer0() interrupt 1 using 1{ //中斷函數(shù)申明

t++;//每次中斷，計(jì)時(shí)變量加1

if(t==8000){//需要8000次中斷，時(shí)間才到1秒

s=_crol_(s,1);//點(diǎn)亮狀態(tài)數(shù)據(jù)變?yōu)橄乱粻顟B(tài)

t=0;//到1秒后，賦0重新計(jì)時(shí)

}

}

void main(){

TMOD=0x02;//設(shè)置計(jì)時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式

TH0=0x06;//自動(dòng)賦值設(shè)置TL0=0x06;//設(shè)置計(jì)時(shí)初值

ET0=1;//打開計(jì)時(shí)中斷控制EA=1;//打開總中斷控制

TR0=1;//開啟計(jì)時(shí)

do{//死循環(huán)等待中斷

P0=s;//點(diǎn)亮發(fā)光二極管

}while(1);

}

2.3匯編和C語言混合方式

2.3.1 C語言中嵌入?yún)R編

實(shí)際應(yīng)用中，如果對(duì)中斷有嚴(yán)格的要求，可以把中斷程序代碼改為匯編，也就是嵌入?yún)R編語言的形式，這種方式實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單，而且C語言下定義的變量也可以直接使用，只不過超過單字節(jié)長(zhǎng)度的變量的算法比較麻煩。

2.3.2 C語言和匯編相互調(diào)用

匯編代碼既可以直接嵌入C語言中，也可以單獨(dú)分離出來，下面的實(shí)例中把中斷函數(shù)單獨(dú)寫為匯編語言，另外，為了方便說明匯編對(duì)C語言的調(diào)用，把邏輯循環(huán)左移函數(shù)重新自定義。在應(yīng)用中，混合編程方式最麻煩就的相互代碼和變量的調(diào)用，在MCS-51系列單片機(jī)中，存在一套規(guī)則，如表1。

2.4編譯時(shí)需注意的問題

1）生成目標(biāo)程序文件

使用Keil編譯，可以生成16進(jìn)制的后綴為.HEX的目標(biāo)程序文件，這個(gè)文件可以直接寫入單片機(jī)運(yùn)行，但Keil默認(rèn)是不生成. HEX文件的，需要進(jìn)行設(shè)置，方法是在選中“Project Workspace”窗口中的“Target 1”，點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵，選擇“Options for……”，在“Output”選項(xiàng)下進(jìn)行設(shè)置。

2）編譯混合方式的程序

首先，在Project窗口中的C文件上點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵，選擇“Options for……”，使“Generate Assembler SRC File”和“Assemble SRC File”選項(xiàng)變成黑色(有效)狀態(tài)；然后，根據(jù)選擇的編譯模式，把相應(yīng)的庫(kù)文件（如Small模式時(shí)，是KeilC51LibC51S.Lib）加入工程中,該文件必須作為工程的最后文件；最后進(jìn)行編譯，即可生成目標(biāo)代碼。

3結(jié)束語

以上代碼均通過Keil的編譯，并通過在線編程系統(tǒng)寫入AT89S52單片機(jī)內(nèi)部程序存儲(chǔ)中，使用單片機(jī)最小系統(tǒng)能正常運(yùn)行。三種編程方式在具體的應(yīng)用中是很靈活的，需要根據(jù)其特點(diǎn)和使用者的經(jīng)驗(yàn)來選擇使用。對(duì)于初學(xué)者，熟練掌握前兩種方式是非常必要的，而對(duì)于經(jīng)驗(yàn)豐富的程序員，第三種方式不失為一種高效實(shí)用的方法。

參考文獻(xiàn)

[1]鄧興成,姜寶鈞.單片機(jī)原理與實(shí)踐指導(dǎo)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009:1.

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[3] Keil Elektronik GmbH. and Keil software. Cx51 Compiler, Users Guide 2001：118-132.

[4] Keil Elektronik GmbH. and Keil software. Macro Assembler and Utilities, Users Guide 2001：99-137.