在單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計中，過去主要采用匯編語言開發(fā)程序。匯編語言編寫的程序?qū)纹瑱C硬件操作很方便，編寫的程序代碼短，效率高，但系統(tǒng)設(shè)計的周期長，可讀性和可移植性都很差。C語言程序開發(fā)是近年來單片機系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用所采用的主要開發(fā)方式之一，C語言功能豐富、表達能力強、使用靈活方便、開發(fā)周期短、可讀性強、可移植性好。但是，采用C語言編程還是存在著如對硬件沒有匯編方便、效率沒有匯編高、編寫延時程序精確度不高等缺點，因而現(xiàn)在單片機系統(tǒng)開發(fā)中經(jīng)常用到C語言與匯編語言混合編程技術(shù)。混合編程技術(shù)可以把C語言和匯編語言的優(yōu)點結(jié)合起來，編寫出性能優(yōu)良的程序。單片機混合編程技術(shù)通常是，程序的框架或主體部分用C語言編寫，對那些使用頻率高、要求執(zhí)行效率高、延時精確的部分用匯編語言編寫，這樣既保證了整個程序的可讀性，又保證了單片機應(yīng)用系統(tǒng)的性能。

1、混合編程的基本方式

C語言與匯編語言混合編程通常有兩種基本方法：在C語言中嵌入?yún)R編程序和在C語言中調(diào)用匯編程序。

1.1 在C51 中嵌入?yún)R編程序

在C51中嵌入?yún)R編程序主要用于實現(xiàn)延時或中斷處理，以便生成精練的代碼，減少運行時間。嵌入式匯編通常用在當匯編函數(shù)不大，且內(nèi)部沒有復(fù)雜的跳轉(zhuǎn)的時候。在單片機C語言程序中嵌入?yún)R編程序是通過C51中的預(yù)處理指令#pragmaasm/endasm語句實現(xiàn)，格式如下:

#pragmaASM

;匯編程序代碼

#pragmaENDASM

通過#pragmaasm和#pragmaendasm告訴C51編譯器它們之間的語句行不用編譯成匯編程序代碼。

1.2 在C51 中調(diào)用匯編程序

在C51中調(diào)用匯編程序的方法應(yīng)用較多，C模塊與匯編模塊的接口較簡單，分別用C51與A51對源程序進行編譯，然后用L51將obj文件連接即可，關(guān)鍵問題在于C函數(shù)與匯編函數(shù)之間的參數(shù)傳遞和得到正確返回值，以保證模塊間的數(shù)據(jù)交換。

2、C51 與匯編程序的參數(shù)傳遞

在C51中嵌入?yún)R編程序或調(diào)用匯編程序，其參數(shù)傳遞的過程是不一樣的。

2.1在C51 中嵌入?yún)R編程序的參數(shù)傳遞

對于在C語言程序中通過#pragmaasm和#pragmaendasm嵌入的匯編程序，C51編譯器在編譯時只是將當中的匯編程序不編譯，而不做其他任何處理，因此不存在函數(shù)調(diào)用時的參數(shù)傳遞和返回值問題。如果要在C程序中和匯編程序中實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞，可以通過變量或特殊功能寄存器來實現(xiàn)，例如，在C程序的變量定義部分定義Z變量，在C語言程序和匯編程序中共同訪問Z變量，這樣，C語言程序可以通過Z變量把參數(shù)傳遞給匯編程序，匯編程序可以通過Z變量把參數(shù)返回給C語言程序。

2.2在C51 中調(diào)用匯編程序的參數(shù)傳遞

在C51中調(diào)用匯編程序是通過函數(shù)調(diào)用的形式來實現(xiàn)的。由于C51程序函數(shù)有明確的參數(shù)和返回值約定，因此在C51中調(diào)用匯編程序進行參數(shù)傳遞時都必須嚴格遵守C51函數(shù)的參數(shù)和返回值相關(guān)約定。

在C51中調(diào)用匯編程序進行參數(shù)傳遞關(guān)鍵在于要弄清C51函數(shù)的參數(shù)傳遞規(guī)則。在C51中調(diào)用匯編程序進行參數(shù)傳遞的方式有兩種:一種是通過寄存器傳遞參數(shù);一種是通過固定存儲區(qū)傳遞。

2.2.1通過寄存器傳遞參數(shù)。

FranklinC51規(guī)定調(diào)用函數(shù)最多可通過51單片機的工作寄存器傳遞3個參數(shù)，余下的通過固定存儲區(qū)傳遞。可以用“NOREGPARMS”命令取消用寄存器傳遞參數(shù)，如果用寄存器傳遞參數(shù)取消或參數(shù)太多，參數(shù)通過固定存儲區(qū)傳遞。用寄存器傳遞參數(shù)的函數(shù)，在生成代碼時被Cx51編譯器在函數(shù)名前加上一個下劃線“_”的前綴，在固定存儲區(qū)傳遞參數(shù)的函數(shù)則沒有下劃線。不同的參數(shù)用到的寄存器不一樣，不同的數(shù)據(jù)類型用到的寄存器也不同。通過寄存器傳遞的參數(shù)如表1所示。

表1中，int型和long型數(shù)據(jù)傳遞時高位數(shù)據(jù)在低位寄存器中，低位數(shù)據(jù)在高位寄存器中;float型數(shù)據(jù)滿足32位的IEEE格式，指數(shù)和符號位在R7中;通用指針存儲類型在R3中，高位在R2中。函數(shù)參數(shù)傳遞舉例情況如表2所示。

2.2.2通過固定存儲區(qū)傳遞。

用固定存儲區(qū)傳遞參數(shù)給匯編程序，參數(shù)段首地址用段名“function-nAMEBYTE”和“function-name?BIT”保存，function-name為函數(shù)的名稱，其中“，?function-name?BIT”保存位參數(shù)段首地址，“function-nameBYTE”保存別的參數(shù)段首地址，即使通過寄存器傳遞參數(shù)，參數(shù)也將在這些段中分配空間，參數(shù)按聲明的先后在每個段中順序保存。

用做參數(shù)傳遞的固定存儲區(qū)可在內(nèi)部數(shù)據(jù)區(qū)或外部數(shù)據(jù)區(qū)，這由存儲模式?jīng)Q定。Small模式的參數(shù)段用內(nèi)部數(shù)據(jù)區(qū)，Compact和Large模式用外部數(shù)據(jù)區(qū)。

2.2.3函數(shù)返回值。

函數(shù)返回值通常用寄存器傳遞，表3列出了可能的返回值和所用的寄存器。

3、C51 中嵌入?yún)R編程序的實現(xiàn)方法

通常，在C51程序中嵌入?yún)R編程序的處理方法如下:

第一步，在C文件中以如下方式嵌入?yún)R編程序。

#pragmaASM

;匯編程序

#pragmaENDASM

第二步，在keilC51軟件的Project窗口右鍵單擊嵌入?yún)R編程序的C文件，選擇“Optionsfor?”，點擊右邊的“GenerateAssemblerSRCFile”和“AssembleSRCFile”，使檢查框由灰色變成黑色(有效)狀態(tài)。

第三步，根據(jù)選擇的編譯模式，把相應(yīng)的庫文件(如Small模式時，是Keil\C51\Lib\C51S。Lib)加入工程中，該文件必須作為工程的最后文件。

庫文件與編譯模式的關(guān)系如下:

C51S.LIB - 沒有浮點運算的Small model

C51C.LIB - 沒有浮點運算的Compact model

C51L.LIB - 沒有浮點運算的Large model

C51FPS.LIB - 帶浮點運算的Small model

C51FPC.LIB - 帶浮點運算的Compact model

C51FPL.LIB - 帶浮點運算的Large model

第四步，編譯，即可生成目標代碼。

keil軟件中c編程如何制作一個庫函數(shù)并在其他地方隨意調(diào)用？

在項目的Output設(shè)置中選擇輸出lib而不是可執(zhí)行目標文件。

4、C51 中調(diào)用匯編程序的實現(xiàn)方法

為了能夠在C語言中調(diào)用匯編程序，要求匯編程序的編寫必須符合C語言的相關(guān)命名規(guī)則。

C51程序在調(diào)用匯編程序時，除了前面參數(shù)傳遞的相關(guān)規(guī)則外，函數(shù)及其相關(guān)段也需要滿足一定的規(guī)則。

一個C51源程序模塊被編譯后，其中的每一個函數(shù)以“?PR?函數(shù)名?模塊名”為名的命名規(guī)則被分配到一個獨立的CODE段。例如，如果模塊“FUNC51”內(nèi)包含一個名為“func”的函數(shù)，則其CODE段的名字是“?PR?FUNC?FUNC51”，如果函數(shù)中還包含有data和bit對象的局部變量，編譯器將按“?函數(shù)名?BYTE和?函數(shù)名?BIT”命令規(guī)則建立一個data和bit段，它們代表所要傳遞參數(shù)的起始位置，其偏移值為零。段內(nèi)代碼與數(shù)據(jù)定義也遵循一定的規(guī)則。這些段是公開的，它們的地址可被其他模塊訪問。另外，這些段被編譯器賦予“OVERLAYABLE”標志，其可被L51連接P定位器做覆蓋分析。

下面是一個簡單的C51程序編譯時形成的匯編程序。

C語言源程序如下:

#defineucharunsignedchar

ucharmax(ucharx，uchary){

ucharz;

z=(x>=y)?x:y;

return(z);

}

匯編后形成的SRC文件(只須擴展名改為.a51就變成匯編程序)如下:

NAMEA1;定義模塊名稱

?PR?_max?A1SEGMENTCODE;定義程序代碼

PUBLIC_max;定義公共符號

;#defineucharunsignedchar

;ucharmax(ucharx，uchary)

RSEG?PR?_max?A1;程序代碼段

_max:;起始地址

USING0

;SOURCELINE#2

;??Variable’y?041’assignedtoRegister’R5’??

;??Variable’x?040’assignedtoRegister’R7’??

;{

;SOURCELINE#3

;ucharz;

;z=(x>=y)?x:y;

;SOURCELINE#5

MOVA,R7;R7中為第二個字節(jié)參數(shù)

CLRC

SUBBA,R5;R5中為第一個字節(jié)參數(shù)

JC?C0001

SJMP?C0002

?C0001:

MOVR7,AR5;R7中為返回值

?C0002:

;??Variable’z?042’assignedtoRegister’R7’??

;return(z);

;SOURCELINE#6

;SOURCELINE#7

;}

?C0003:

RET

;ENDOF-max

END

可以看出，要編寫為C51調(diào)用的匯編程序，除了參數(shù)必須按前面規(guī)定的寄存器或存儲器傳送外，程序格式也有相應(yīng)的規(guī)則。這些規(guī)則比較繁瑣，在實際處理中往往按下面方式處理:

第一步，先用C語言程序編寫出程序框架，如文件名為a1.c(注意參數(shù))。

第二步，在keilC51的Project窗口中用右鍵單擊該C語言文件，在右鍵菜單中選擇“Optionsfor?”，點擊右邊的“GenerateAssemblerSRCFile”和“AssembleSRCFile”，使檢查框由灰色變成黑色(有效)狀態(tài)。

第三步，根據(jù)選擇的編譯模式，把相應(yīng)的庫文件(如Small模式時，是Keil\C51\Lib\C51S.Lib)加入工程中，該文件必須作為工程的最后文件。庫文件與編譯模式的關(guān)系如前面所述。

第四步，編譯后將會產(chǎn)生一個SRC的文件，將這個文件擴展名改為ASM。這樣就形成了可供C51程序調(diào)用的匯編程序。隨后可在該文件的代碼段中加入所需指令代碼。

第五步，將該匯編程序與調(diào)用它的主程序一起加到工程文件中，這時工程文件中不再需要原來的C語言文件和庫文件，主程序只需要在程序開始處用EXTERN對所調(diào)用的匯編程序中的函數(shù)作聲明，主程序中可調(diào)用匯編程序中的函數(shù)。