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Keil C51 總線外設操作問題的深入分析

作者:佚名    文章來源:本站原創    點擊數:    更新時間:2011/3/19
閱讀了《單片機與嵌入式系統應用》2005年第10期雜志《經驗交流》欄目的一篇文章《Keil C5l對同一端口的連續讀取方法》(原文)后,筆者認為該文并未就此問題進行深入準確的分析。文章中提到的兩種解決方法并不直接和簡單。筆者認為這并非是Keil C51中不能處理對一個端口進行連續讀寫的問題,而是對Keil C51的使用不夠熟悉和設計不夠細致的問題,因此特撰寫本文。

    本文中對原文提到的問題,提出了三種不同于原文的解決方法。每種方法都比原文中提到的方法更直接和簡單,設計也更規范。(無意批評,請原文作者見諒)


1 問題回顧和分析
    原文中提到:在實際工作中遇到對同一端口反復連續讀取,Keil C5l編譯并未達到預期的結果。原文作者對C編譯出來的匯編程序進行分析發現,對同一端口的第二次讀取語句并未被編譯。但可惜原文作者并未分析沒有被編譯的原因,而是匆忙地采用一些不太規范的方法試驗出了兩種解決辦法。

    對此問題,翻閱Keil C51的手冊很容易發現:KellC51的編譯器有一個優化設置,不同的優化設置,會產生不同的編譯結果。一般情況缺省編譯優化設置被設定為8級優化,實際最高可設定為9級優化:
    ①Dead code elimination。
    ②Data overlaymg。
    ③Peephole optimization。
    ④Register variables。
    ⑤Common subexpression elimination。
    ⑥Loop rotation。
    ⑦Extended Index Access 0ptimizing。
    ⑧Reuse Common。Entry Code。
    ⑨Common Block Subroutines。

    而以上的問題,正是由于KeiI C5l編譯優化產生的。因為在原文程序中將外設地址直接按如下定義:
    unsigned char xdata MAXl97_at_Ox8000;

    采用_at_將變量MAXl97定義到外部擴展RAM指定地址Ox8OOO。因此,Keil C51優化編譯理所當然認為重復讀第二次是沒有用的,直接用第一次讀取的結果就可以了,因此編譯器跳過了第二條讀取語句。至此,問題就一目了然了。


2  解決方法
    由以上分析很容易就能提出很好的解決辦法。

2.1  最簡單最直接的辦法

    程序一點都不用修改,將Keil C5l的編譯優化選擇設置為0(不優化)就可以了。
    選擇project窗口的Target,然后打開“Options forTarget”設置對話框,選擇“C5l”選項卡,將“Code Optimiztaion”中的“Level”選擇為“0:Costant folding”。再次編譯后,大家會發現編譯結果為:
    CLR MAXHBEN
    MOV DPTR,#M.AXl97
    MOVX A,@DPTR
    MOV R7.A
    MOV down8.R7
    SETB MAXHBEN
    MOV DPTR,#MAXl97
    MOVX A,@DPTR
    MOV R7.A
    MOV uD4.R7
    兩次讀取操作都被編譯出來了。

2.2  最好的方法

    告訴Keil C51,這個地址不是一般的擴展RAM,而是連接的設備,具有“揮發”特性,每次讀取都是有意義的。

    可以修改變量定義,增加“volatile”關鍵字說明其特征:
    unsigned char volatile xdata MAXl97_at_Ox8000;

    也可以在程序中包含系統頭文件:“#incIude<ab—sacc.h>”,然后在程序中修改變量,定義為直接地址:
    #defme MAXl97 XBYTE[Ox8000]


    這樣,。Keil C51的設置仍然可以保留高級優化,且編譯結果中,同樣兩次讀取并不會被優化跳過。

2.3  硬件解決方法

    原文中將MAXl97的數據直接連接到數據總線,而對地址總線并未使用,采用一根端口線選擇操作高低字節。很簡單的修改方法就是使用一根地址線選擇操作高低字節即可。比如:將P2.0(A8)連接到原來P1.O連接的HBEN腳(MAXl97的5腳),在程序中分別定義高低字節的操作地址:
    unsigned char volatile xdata MAXl97_L_aI_Ox8000;
    unsigned char volatile xdata MAXl97 H at 0.x8100;
    將原來的程序:
    MAXHBEN=O; //讀取低8位
    down8=MAXl97:
    MAXHBEN=1; //讀取高4位
    up4=MAXl97:
    改為以下兩句即可:
    down8=MAXl97_L; //讀取低8位
    up4=MAXl97_H; //讀取高4位


3  小結
    Keil C51經過長期考驗和改進以及大量開發人員的實際使用,已經克服了絕大多數的問題,并且其編譯效率也非常高。對于一般的使用,很難再發現什么問題。筆者曾經粗略研究過一下Keil C51優化編譯的結果,非常佩服Keil C51設計者的智慧,一些C程序編譯產生的匯編代碼,甚至比一般程序員直接用匯編編寫的代碼還要優秀和簡練。通過研讀KeilC51編譯產生的匯編代碼,對提高匯編語言編寫程序的水平都是很有幫助的。

    由本文中的問題可以看出:在設計中遇到問題時,一定不要被表面現象蒙蔽,不要急于解決。應該認真分析,找出問題的原因,這樣才能從根本上徹底解決問題。上不會出現不必要的干擾,防止了數據不一致的發生。

Tags:Keil C51,總線外設操作問題,深入分析  
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