陳彩歡 甘露

引言：本文結(jié)合Keil μVision2程序開發(fā)流程，描述了51單片機(jī)匯編程序多文件編譯的實(shí)現(xiàn)方法。通過多文件編譯的使用，大大提高了匯編程序代碼的可讀性、可擴(kuò)展性，同時(shí)也很大程度地提高程序代碼的執(zhí)行效率以及內(nèi)存空間的使用率，避免內(nèi)存空間的浪費(fèi)。

一、序言

近年來，隨著C語言的進(jìn)一步推廣使用，絕大多數(shù)的工程師都傾向于使用C語言進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)，匯編語言由于可讀性、通用性、可移植性差的原因，很難滿足產(chǎn)品開發(fā)的需求。但是匯編語言具有執(zhí)行效率高、占用內(nèi)存空間小等特點(diǎn)，在某些應(yīng)用領(lǐng)域還是具有無可替代的作用。

本文結(jié)合Keil μVision2程序開發(fā)流程，描述了51單片機(jī)匯編程序多文件編譯的實(shí)現(xiàn)方法。通過多文件編譯的使用，大大提高了匯編程序代碼的可讀性、可擴(kuò)展性，同時(shí)也很大程度地提高程序代碼的執(zhí)行效率以及內(nèi)存空間的使用率，避免內(nèi)存空間的浪費(fèi)。

二、Keil μVision2程序開發(fā)流程簡(jiǎn)介

Keil μVision2是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)軟件集成開發(fā)環(huán)境，該軟件提供宏匯編器、鏈接/定位器、庫(kù)管理器、調(diào)試器以及目標(biāo)文件轉(zhuǎn)換器等工具，是51單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)的首選工具。

Keil μVision2集成開發(fā)環(huán)境的編譯流程如下：首先宏匯編器對(duì)匯編源程序文件進(jìn)行編譯，生成擴(kuò)展名為.OBJ的目標(biāo)文件和擴(kuò)展名為.LST的列表文件，緊接著鏈接/定位器將所有的.OBJ文件進(jìn)行絕對(duì)地址分配，鏈接生成包含絕對(duì)地址的目標(biāo)文件和擴(kuò)展名為.M51的地址文件，最后由目標(biāo)文件轉(zhuǎn)換器生成可用于編程器燒寫、擴(kuò)展名為.HEX的可執(zhí)行文件。

三、匯編程序多文件編譯實(shí)現(xiàn)

在Keil μVision2集成開發(fā)環(huán)境下，我們可以根據(jù)不同的硬件模塊、功能模塊分開編寫應(yīng)用子程序，進(jìn)行模塊化管理，實(shí)現(xiàn)多文件編譯，這樣就可以大大提高匯編程序代碼的可讀性、可擴(kuò)展性。以下首先對(duì)段和模塊的概念進(jìn)行描述。

一個(gè)段可以是一塊程序代碼或者是一個(gè)數(shù)據(jù)塊。根據(jù)其地址空間是否可以被鏈接/定位器更改，段可以分為可定位段和絕對(duì)地址段。在定義可重定位段的時(shí)候需要對(duì)其段名、類型及其屬性進(jìn)行定義。一個(gè)段可以分在不同的程序模塊中，只要具有相同的段名，在編譯過程中鏈接/定位器會(huì)把它們合并到一起。在定義絕對(duì)地址段的時(shí)候直接人為分配絕對(duì)地址，鏈接/定位器不能對(duì)改地址進(jìn)行更改。絕對(duì)地址段沒有段名，也不能給其他段結(jié)合。

模塊是一個(gè)可以被單獨(dú)編譯的代碼單元，可以包含一個(gè)或多個(gè)段或者部分段，一個(gè)模塊既可以是單個(gè)文本文件，也可以通過INCLUDE指令把幾個(gè)文本文件合并在一起。在程序編譯過程中，匯編器會(huì)把一個(gè)模塊編譯為一個(gè)目標(biāo)文件，也就是一個(gè)模塊對(duì)應(yīng)一個(gè).OBJ文件。

根據(jù)以上對(duì)段和模塊的描述，匯編程序的多文件編譯可以通過以下三個(gè)方法來實(shí)現(xiàn)：

1、通過INCLUDE指令合并源文件

在代碼編寫時(shí)，通過INCLUDE指令可以將一個(gè)源文件插入到當(dāng)前源文件中，這樣匯編器在編譯的時(shí)候就會(huì)將INCLUDE指令之后的文件合并到當(dāng)前文件進(jìn)行編譯，生成一個(gè)擴(kuò)展名為.OBJ的目標(biāo)文件。INCLUDE指令的格式如下：

$ INCLUDE （文件名）

通過該方式實(shí)現(xiàn)多文件編譯時(shí)，插入的源文件既可以是擴(kuò)展名為.ASM的匯編源程序文件，也可以是擴(kuò)展名為.INC的包含文件。注意在被包含的源文件結(jié)尾不能有END指令，否則編譯會(huì)停止運(yùn)行。

2、通過絕對(duì)地址段實(shí)現(xiàn)多文件編譯

Keil μVision2中提供以下定義絕對(duì)地址段的指令，通過這些指令可以定義代碼段和各種數(shù)據(jù)段，并指定其絕對(duì)地址。

由于絕對(duì)地址段在定義的時(shí)候?qū)Φ刂愤M(jìn)行了分配，鏈接/定位器不能夠?qū)ζ涞刂愤M(jìn)行更改，因此很容易造成地址重疊或者內(nèi)存空間浪費(fèi)，而且在后續(xù)對(duì)程序進(jìn)行維護(hù)、升級(jí)的時(shí)候很有可能需要重新對(duì)地址進(jìn)行分配，非常不利于程序的擴(kuò)展和維護(hù)。因此絕對(duì)地址段通常是用在某些特定的場(chǎng)合，例如確定中斷向量的入口地址、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間等。

3、通過可重定位段實(shí)現(xiàn)多文件編譯

在Keil μVision2中，通過SEGMENT指令即可定義可重定位段。定義可重定位段時(shí)必須指定段的名稱和存儲(chǔ)類型，其格式如下：

四、總結(jié)

通過以上三種方式，均可以實(shí)現(xiàn)多文件編譯，但是在實(shí)際使用過程中，INCLUDE指令通常用于包含特殊功能寄存器的定義等；絕對(duì)地址段則通常用于確定中斷向量的入口地址、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間；而可重定位段的方式則廣泛地用于各種代碼段或數(shù)據(jù)段的定義。

通過多文件編譯的方式，解決了單文件編譯會(huì)導(dǎo)致程序文件過于臃腫、可讀性差、不便于維護(hù)等缺點(diǎn)，大大提高匯編程序代碼的可讀性以及可維護(hù)性。

參考文獻(xiàn)

[1] Keil Software. A51/AX51/A251 Macro Assembler and Utilities.2001.

[2]孫涵芳，徐愛卿.MCS-51/96系列單片機(jī)原理及應(yīng)用（修訂版）.1996.

（作者單位：1、珠海格力電器股份有限公司；2、格力電器（合肥）有限公司）