基于PICC編譯環(huán)境的PIC程序編寫

1、基于picc編譯環(huán)境的pic程序編寫本文主要以hitech c為基礎，介紹pic的的基本特點。1 hitech picc語言的特點picc基本上符合ansi標準，但是不支持函數(shù)的遞歸調用，其主要緣由是pic特別的堆棧結構。pic單片機中的堆棧是硬件實現(xiàn)的，其深度已隨芯片固定，無法實現(xiàn)需要大量堆棧操作的遞歸算法;另外在pic單片機中實現(xiàn)軟件堆棧的效率也不是很高。為此，picc編譯器采納一種“靜態(tài)籠罩”技術，以實現(xiàn)對c語言函數(shù)中的局部變量分配固定的地址空間。經(jīng)這樣處理后產生出的機器代碼效率很高。當代碼量超過4kb后，c語言編譯出的代碼長度與所有用匯編代碼實現(xiàn)的差別已經(jīng)不是很大(10%)，固然前提是

2、在囫圇c代碼編寫過程中需時時注重所編寫語句的效率。2 picc中的變量picc中的變量類型和標準c語言一樣，這里不再重復。為了使編譯器產生最高效的機器碼，picc把單片機中數(shù)據(jù)寄存器的bank交由編程員自己管理，因此在定義用戶變量時必需自己打算這些變量詳細放在哪一個bank中。假如沒有特殊指明，所定義的變量將被定位在bank0。定義在其他bank內的變量前面必需加上相應的bank序號，例如：bank1 unsigned char temp;/變量定位在bank1中中檔系列pic單片機數(shù)據(jù)寄存器的一個bank大小為128b，除前面若干字節(jié)的特別功能寄存器區(qū)域，在c語言中某一bank內定義的變量字

3、節(jié)總數(shù)不能超過可用ram字節(jié)數(shù)。假如超過bank容量，在最后銜接時會報錯，大致信息如下：error000:cant find 0x12c words for psect rbss_1 in segmentbank1鏈接器提醒，總共有0x12c(300)字節(jié)預備放到bank1中，但bank1容量不夠。雖然變量所在的bank定位必需由編程員自己打算，但編寫源程序時在舉行變量存取操作前無需再特意編寫設定bank的命令。c編譯器會按照所操作的對象自動生成對應bank設定的匯編命令。為避開常見的bank切換以提高代碼效率，盡量把實現(xiàn)同一任務的變量定位在同一個bank內;對不同bank內的變量舉行讀寫操作

4、時也盡量把位于相同bank內的變量歸并在一起舉行延續(xù)操作。bit型位變量只能是全局的或靜態(tài)的。picc將把定位在同一bank內的8個位變量合并成一個字節(jié)存放于一個固定地址。picc對囫圇數(shù)據(jù)存儲空間采取位編址，0x000單元第0位位地址是0x0000，以此類推，每個字節(jié)有8個位地址。假如一個位變量flag1被編址為0x123，那么實際的存儲空間位于：字節(jié)地址=0x123/8 = 0x24位偏移=0x123%8 = 3即flag1位變量位于地址為0x24字節(jié)的第3位。在程序調試時假如要觀看flag1的變幻，必需觀看地址為0x24的字節(jié)而不是0x123。picc在編譯原代碼時只要有可能，對一般變量

5、的操作也將以最容易的位操作命令來實現(xiàn)。假設一個字節(jié)變量tmp最后被定位在地址0x20,那么tmp | =0x80=bsf 0x20.7另外，函數(shù)可以返回一個位變量，返回的位變量將存放于單片機的進位位中返回。3 picc中的指針3.1 指向ram的指針picc在編譯c源程序時，將指向ram的指針操作終于用fsr來實現(xiàn)間接尋址。fsr能夠挺直延續(xù)尋址的范圍是256b，所以一個指針可以同時籠罩2個bank的存儲區(qū)域(bank0/1或bank2/3，一個bank區(qū)域是128 b)。要籠罩最大512b的內部數(shù)據(jù)存儲空間，在定義指針時必需明確指定該指針適用的尋址區(qū)域。例如：unsigned char *p

6、ointer0; /定義籠罩bank0/1的指針bank2 char *pointer1;/定義籠罩bank2/3的指針既然定義的指針有明確的bank適用區(qū)域，在對指針變量賦值時就必需實現(xiàn)類型匹配，否則將產生錯誤，例如：unsigned char *pointer0; /定義指向bank0/1的指針bank2 unsigned char buff;/定義bank2/3中的一個緩沖區(qū)程序語句：pointer() =buff;/錯誤!試圖將bank2內的變量地址賦給指向bank0/1的指針若浮現(xiàn)此類錯誤的指針操作，picc在最后鏈接時會告訴類似于下面的信息：fixup overflow in ex

7、pression ()3.2 指向rom常數(shù)的指針假如一組變量是已經(jīng)被定義在rom區(qū)的常數(shù)，那么指向其的指針可以這樣定義：const unsigned char company=software3.3 指向函數(shù)的指針由于在pic單片機這一特定的架構上實現(xiàn)函數(shù)指針調用的效率不高，因此，除非特別算法的需要，建議大家盡量不要用法函數(shù)指針。4 picc中的子程序和函數(shù)中檔系列的pic單片機程序空間有分頁的概念，但用c語言編程時基本不用過多關懷代碼的分頁問題。由于全部函數(shù)或子程序調用時的頁面設定(假如代碼超過一個頁面)都由編譯器自動生成的命令實現(xiàn)。4.1 函數(shù)的代碼長度限制picc打算了c源程序中的一個

8、函數(shù)經(jīng)編譯后生成的機器碼一定會放在同一個程序頁面內。中檔系列pic單片機的一個程序頁面的長度是2kb，用c語言編寫的任何一個函數(shù)最后生成的代碼不能超過2kb。假如為實現(xiàn)特定的功能的確要延續(xù)編寫很長的程序，這時就必需把這些延續(xù)的代碼拆分成若干函數(shù)，以保證每個函數(shù)最后編譯出的代碼不超過一個頁面空間。4.2 調用層次的控制pic單片機采納硬件堆棧，所以編程時函數(shù)的調用層次會受到一定限制。普通pic系列的中檔單片機硬件堆棧深度為8級。程序員必需自己控制子程序調用時的嵌套深度以符合這一限制要求。picc在最后編譯鏈接勝利后可以生成一個鏈接定位映射文件(*.map)，在此文件中有具體的函數(shù)調用嵌套指示圖“

9、call graph”，有些函數(shù)調用是編譯時自動加入的庫函數(shù)，這些函數(shù)調用從c源程序中無法挺直看出，但在嵌套指示圖上則一目了然。5 c語言和匯編語言混合編程單片機的一些特別命令操作在標準的c語言語法中沒有挺直對應的描述，例如pic單片機的清命令“clrwdt”和休眠命令“sleep”;單片機系統(tǒng)強調的是控制的實時性，為了實現(xiàn)這一要求，有時必需用匯編命令實現(xiàn)部分代碼以提高程序運行的效率。在c程序中嵌入?yún)R編命令有2種辦法。 假如只需要嵌入少量幾條匯編命令，picc提供了一個類似于函數(shù)的語句：asm(clrwdt);這是在c源程序中挺直嵌入?yún)R編命令的最挺直最簡單的辦法。 假如需要編寫一段延續(xù)的匯編命

10、令，picc支持另外的一種語法描述：用“asm”來開頭匯編命令段，用“endasm”結束。例如:5.1 匯編命令尋址c語言定義的全局變量全部c語言中定義的符號在編譯后將自動在前面添加下劃線“_”。因此，若要在匯編命令中尋址c語言定義的各類變量，一定要在變量前加上“_”符號,例如上例中的count是在c語言中定義的無符號全局變量，在匯編語言中只需在其前面加上“_”符號就可舉行拜訪了。另外，對于c語言中定義的多字節(jié)全局變量，例如c語言中的如下定義：int advalue;在匯編語言里拜訪時就得分字節(jié)拜訪，例如：asm(“movf_advalue+0.0”);/把advalue低字節(jié)中的數(shù)送到w里a

11、sm(“rrf_advalue+1”)/把advalue高字節(jié)中的數(shù)左移一位5.2 匯編命令尋址c函數(shù)的局部變量前面已經(jīng)提到，picc對自動型局部變量(包括函數(shù)調用時的入口參數(shù))采納一種“靜態(tài)籠罩”技術，對每一個變量確定一個固定地址(位于bank0)，嵌入的匯編命令對其尋址時只需采納數(shù)據(jù)寄存器的挺直尋址方式即可，因此關鍵是要知道這些局部變量的尋址符號。建議讀者先編寫一小段c代碼，其中有最容易的局部變量操作命令，把此源代碼編譯成對應的picc匯編命令;查看c編譯器生成的匯編命令是如何尋址這些局部變量的，自己編寫的行內匯編命令就采納同樣的尋址方式。相對于匯編語言，用c語言編程的優(yōu)勢是毋庸置疑的：開

12、發(fā)效率大大提高、人性化的語句命令及模塊化的程序易于日常管理和維護、程序在不同平臺間移植便利。所以既然用法c語言編程，就應當盡量避開嵌入?yún)R編命令或編寫匯編命令模塊文件。例如：變量的循環(huán)右移操作用c語言實現(xiàn)十分不便利，pic單片機已有對應的移位操作匯編命令，因此用嵌入?yún)R編的形式實現(xiàn)效率最高。對移位次數(shù)的控制，事實上變量count1的遞減判零也可以挺直用匯編命令實現(xiàn)，這樣可節(jié)省代碼，但用標準c語言描述更直觀、更易于維護。6 注重事項 既然全部的局部變量將占用bank0的存儲空間，因此用戶自己定位在bank0內的變量字節(jié)數(shù)將受到一定的限制，在實際用法時需注重。 當程序中把非位變量舉行強制類型轉換成位變

13、量時，要注重編譯器只對一般變量的最低位做判別：若最低位是0，則轉換成位變量0;若最低位是1，則轉換成位變量1。 因為pic系列單片機的內部資源非常有限，所以在允許的條件下應盡量用法無符號字符型變量，以節(jié)省空間。 picc對肯定定位的變量不保留地址空間，例如：unsigned char advalue 0x20;/advalue定位在地址0x20，相當于匯編語言中的偽命令advalue equ 20h所以請讀者慎用。 盡量用法全局變量舉行參數(shù)傳遞，用法全局變量最大的益處是尋址直觀，只需在c語言定義的變量名前增強一個下劃線符即可在匯編語句中尋址;用法全局變量舉行參數(shù)傳遞的效率也比形參高。 對于多字節(jié)變量(如int型、float型變量等)picc遵循little