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PICC 編譯環(huán)境編寫(xiě)PIC單片機程序的探討
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時(shí)間：2016-12-02
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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目前，Microchip公司生產(chǎn)的PIC系列單片機以其低成本、低功耗、高性能、開(kāi)發(fā)速度快且一次性用戶(hù)可編程等優(yōu)點(diǎn)迅速占領(lǐng)了國內市場(chǎng)，成為國內銷(xiāo)售量最大的單片機。但國內介紹其C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)工具的書(shū)籍和文章卻比較少，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中給廣大程序員帶來(lái)了許多困難和不便。
Microchip公司沒(méi)有針對中低檔系列PIC單片機的C語(yǔ)言編譯器，但很多專(zhuān)業(yè)的第三方公司提供眾多支持PIC單片機的C語(yǔ)言編譯器，常見(jiàn)的有 Hitech、CCS、IAR以及Bytecraft等公司。Hitech公司的PICC編譯器穩定可靠，編譯生成的代碼效率高，在用PIC單片機進(jìn)行系統設計和開(kāi)發(fā)的工程師群體中得到廣泛認可。因此，本文主要以Hi—Tech PICC為基礎，介紹PIC的C語(yǔ)言的基本特點(diǎn)。
1 HiTech PICC語(yǔ)言的特點(diǎn)
PICC基本上符合ANSI標準，但是不支持函數的遞歸調用，其主要原因是 PIC單片機特殊的堆棧結構。PIC單片機中的堆棧是硬件實(shí)現的，其深度已隨芯片固定，無(wú)法實(shí)現需要大量堆棧操作的遞歸算法；另外在PIC單片機中實(shí)現軟件堆棧的效率也不是很高。為此，PICC編譯器采用一種“靜態(tài)覆蓋”技術(shù)，以實(shí)現對C語(yǔ)言函數中的局部變量分配固定的地址空間。經(jīng)這樣處理后產(chǎn)生出的機器代碼效率很高。當代碼量超過(guò)4 KB后，C語(yǔ)言編譯出的代碼長(cháng)度與全部用匯編代碼實(shí)現的差別已經(jīng)不是很大(<10％)，當然前提是在整個(gè)C代碼編寫(xiě)過(guò)程中需時(shí)時(shí)注意所編寫(xiě)語(yǔ)句的效率。
2 PICC中的變量
PICC中的變量類(lèi)型和標準C語(yǔ)言一樣，這里不再重復。為了使編譯器產(chǎn)生最高效的機器碼，PICC把單片機中數據寄存器的bank交由編程員自己管理，因此在定義用戶(hù)變量時(shí)必須自己決定這些變量具體放在哪一個(gè)bank中。如果沒(méi)有特別指明，所定義的變量將被定位在13ank（）。定義在其他bank內的變量前面必須加上相應的baruk序號，例如：
bankl lresigned char temp； ／／變量定位在bankl中
中檔系列PIC單片機數據寄存器的一個(gè)bank大小為128 B，除前面若干字節的特殊功能寄存器區域，在C語(yǔ)言中某一bank內定義的變量字節總數不能超過(guò)可用RAM字節數。如果超過(guò)bank容量，在最后連接時(shí)會(huì )報錯，大致信息如下：
鏈接器提示，總共有Oxl2c(300)字節準備放到bankl中，但bankl容量不夠。雖然變量所在的bank定位必須由編程員自己決定，但編寫(xiě)源程序時(shí)在進(jìn)行變量存取操作前無(wú)需再特意編寫(xiě)設定bank的指令。C編譯器會(huì )根據所操作的對象自動(dòng)生成對應bank設定的匯編指令。為避免頻繁的bank切換以提高代碼效率，盡量把實(shí)現同一任務(wù)的變量定位在同一個(gè)bank內；對不同bank內的變量進(jìn)行讀寫(xiě)操作時(shí)也盡量把位于相同bank內的變量歸并在一起進(jìn)行連續操作。
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(gè)位變量合并成一個(gè)字節存放于一個(gè)固定地址。PICC對整個(gè)數據存儲空間實(shí)行位編址，Ox000單元第O位位地址是0x0000，以此類(lèi)推，每個(gè)字節有8個(gè)位地址。如果一個(gè)位變量flagl被編址為Oxl23，那么實(shí)際的存儲空間位于：
即flagl位變量位于地址為0x24字節的第3位。在程序調試時(shí)如果要觀(guān)察flagl的變化，必須觀(guān)察地址為Ox24的字節而不是0x123。PICC在編譯原代碼時(shí)只要有可能，對普通變量的操作也將以最簡(jiǎn)單的位操作指令來(lái)實(shí)現。假設一個(gè)字節變量tmp最后被定位在地址Ox20，那么tmp |=Ox80=>bsf Ox20．7另外，函數可以返回一個(gè)位變量，返回的位變量將存放于單片機的進(jìn)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(shí)，將指向RAM的指針操作最終用FSR來(lái)實(shí)現間接尋址。FSR能夠直接連續尋址的范圍是256 B，所以一個(gè)指針可以同時(shí)覆蓋2個(gè)bank的存儲區域(bankO／1或1aank2／3，一個(gè)bank區域是128 B)。要覆蓋最大512 B的內部數據存儲空間，在定義指針時(shí)必須明確指定該指針適用的尋址區域。例如：
3．2 指向ROM常數的指針
如果一組變量是已經(jīng)被定義在ROM區的常數，那么指向其的指針可以這樣定義：
3．3 指向函數的指針
因為在PIC單片機這一特定的架構上實(shí)現函數指針調用的效率不高，因此，除非特殊算法的需要，建議大家盡量不要使用函數指針。
4 PICC中的子程序和函數
中檔系列的PIC單片機程序空間有分頁(yè)的概念，但用C語(yǔ)言編程時(shí)基本不用過(guò)多關(guān)心代碼的分頁(yè)問(wèn)題。因為所有函數或子程序調用時(shí)的頁(yè)面設定(如果代碼超過(guò)一個(gè)頁(yè)面)都由編譯器自動(dòng)生成的指令實(shí)現。
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