三星SAM8系列S3C825A型單片機及其軟件設計

　　該開(kāi)始環(huán)境集成有基于通用指令集的重定位宏匯編器，且內嵌C語(yǔ)言預處理程序，可接受所有的C語(yǔ)言宏定義。而集成的IAR XLINK連接器支持靈活的代碼段和數據段重定位，并可根據重定位模塊提供的信息將若干個(gè)應用程序所需要的可重定位代碼模塊文件組裝成一個(gè)程序，從而產(chǎn)生可執行的目標代碼。此外，環(huán)境中的C-SPY調試器具有多種測試分析功能，支持單步調試，控制程序運行到指定位置（Go to Cursor/Go to Label/Go to Address），調試返回（Go to Return）、實(shí)時(shí)跟蹤變量、寄存器（Register Groups）、存儲器（Memory）等，這些都在很大程序上提高了開(kāi)發(fā)效率。

　　3 混合編程的軟件設計

　　在對SAM8系列單片機進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，用C語(yǔ)言編程具有開(kāi)發(fā)周期短、可讀性強、可移植性好和修改方便等優(yōu)點(diǎn)，但是C程序反匯編生成的匯編代碼往往較長(cháng)。若直接用匯編語(yǔ)言編程，雖然編制的程序較短，但開(kāi)發(fā)周期長(cháng)，修改也不方便，所以，較好的解決方法是把程序的框架或主體部分用C語(yǔ)言編寫(xiě)，而將執行效率要求較高的部分用匯編語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)。下面主要介紹針對SAM8系列單片機進(jìn)行混合編程的軟件設計方法。

　　3.1 IAR C語(yǔ)言編譯器的函數參數傳送規則

　　IAR C語(yǔ)言編譯器規定函數參數傳遞有2種方式，即寄存器傳遞和堆棧傳遞。傳遞順序是從左至右，具體采用哪種方式傳遞取決于函數參數的類(lèi)型。

　　IAR C語(yǔ)言編譯器把單片機的寄存器分成2組，其中高速暫存器組（R10-R15）中的函數參數由左至右依次傳入R15至R10，直至這些寄存器點(diǎn)滿(mǎn)，而其余函數參加由堆棧來(lái)傳遞。由迂些寄存器是暫存器，用完就釋放掉，所以應用過(guò)程中不用保護。第二組為普通寄存器（R1、R4-R9），這組寄存器主要用作寄存器變量和保存中間變量，應用過(guò)程不必須對其進(jìn)行保護，但在C語(yǔ)言函數編寫(xiě)中可以不體現，而由編譯器自動(dòng)完成。

　　當函數參數為以下2種類(lèi)型時(shí)，應當選用堆棧方式傳遞：第一種是傳遞參數為struct或union大于4字節的參數類(lèi)型。第二種是長(cháng)度可變函數的未命名參數類(lèi)型。

　　函數參數通常放在由堆棧指針指定的位置為起始的主存儲器中，被調用函數的參數則由左至右依次存放在被指定的堆棧中，當被調用函數返回調用函數時(shí)，堆棧自動(dòng)清零，主存儲器空間被釋放，以供下次供傳遞函數使用。

　　函數返回值可根據其類(lèi)型放在R15或R15：R14寄存器對中。若返回值是struct或union類(lèi)型，則返回R15中的值是存放返回結果的堆棧指針起始位置。

　　C語(yǔ)言編譯器也是編譯中斷函數時(shí)會(huì )自動(dòng)保護所用到的寄存器（包括R10-R15），狀態(tài)寄存器FLAGS的保護也是在中斷處理過(guò)程中自動(dòng)完成的。中斷過(guò)程中用到的寄存器都使用PUSH Rn的指令進(jìn)行保護，而采用POP Rn指令恢復。當用IRET指令自動(dòng)恢復狀態(tài)寄存器FLAGS時(shí)，可以從中斷中返回。

　　3.2 對匯編語(yǔ)言函數的約定

　　對于一個(gè)可以被C語(yǔ)言函數調用的匯編程序來(lái)說(shuō)，使用時(shí)必須滿(mǎn)足以下3點(diǎn)：

　?。?）符合C語(yǔ)言參數傳遞規則；

　?。?）有PUBLIC函數入口標志；

　?。?）在C語(yǔ)言函數中用extern聲音為外部函數。

　　參加傳遞規則和C語(yǔ)言函數一樣，所不同的是，要在匯編語(yǔ)言函數編寫(xiě)過(guò)程中具體體現出來(lái)。

　　4 應用實(shí)例

　　明確了以上調用規則，混合編程就比較容易了，歸納起來(lái)有以下幾點(diǎn)：

　?。?）在C語(yǔ)言源文件中用“extern”關(guān)鍵字導入被匯編語(yǔ)言源文件導出的標號；

　?。?）在匯編語(yǔ)言源文件用“PUBLIC”關(guān)鍵字把標號導出到C語(yǔ)言源文件；

　?。?）在匯編語(yǔ)言中用“EXTERN”關(guān)鍵字導入被C語(yǔ)言函數源文件導出的關(guān)鍵字；

　?。?）用C語(yǔ)言把標號導出給匯編語(yǔ)言，這一步不需要關(guān)鍵字；

　?。?）把編輯好的C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言源文件導入設計系統，并用各自調用函數的指令調用。

　　下面以筆者在校音器設計中用到的2個(gè)例子來(lái)具體說(shuō)明。

　　4.1 C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言相互調用

　　在該例中，用C語(yǔ)言函數main()調用匯編語(yǔ)言函數get_rand()以得到一個(gè)隨機數，接著(zhù)，用匯編語(yǔ)言函數get_rand()調用C語(yǔ)言庫函數rand()再得到一個(gè)整型機隨機數，然后用調用C語(yǔ)言函數mult()的方法把這個(gè)隨機值的高位乘以main()函數傳遞給自己的實(shí)參，同時(shí)把乘積值返回給main()參數。

/****C語(yǔ)言源程序****/#includeios3c825a.h>/*頭文件*/extern unsigned char get_rand (unsigned char seed);/* 匯編語(yǔ)言原型聲明*/void main(void)/*主函數*/{unsigned char seed;unsigned char value;/*定義變量*/WTCON=0xa0; /*關(guān)閉watch dog*/Seed=0x05;Value=get_rand(seed); /*調用匯編語(yǔ)言函數，得到一個(gè)隨機數*/While(1); /*程序結束*/}/**加法子程序，供匯編語(yǔ)言調用**/unsigned char add(unsigned char x,unsigned chary){return (x+y);}/****C語(yǔ)言源程序結束 ****//****匯編語(yǔ)言源程序 ****/#include ios3c825a.h> ；頭文件EXTERN rand ；C語(yǔ)言庫函數EXTERN add ；用戶(hù)自定義C函數PUBLIC get_rand ；導出函數名給C函數調用Get_rand:PUSH R9 ；普通C函數入棧保護LD R9，R15；C函數傳遞參數給R15，暫時(shí)存儲在R9CALL rand ；調用C庫函數得到一個(gè)隨機數，作為add的第一實(shí)參，存儲在R15LD R14，R9；C函數傳遞的參數，作為add的第二實(shí)參，存儲在R14CALL add ；add返回的值存儲在R15中POP R9 ；add出?；謴图拇嫫鲀榷≧ETEND/**** 匯編語(yǔ)言源程序結束 ****/

　　4.2 匯編語(yǔ)言寫(xiě)中斷服務(wù)程序

　　為了提高系統響應速度，設計時(shí)往往要求中斷服務(wù)程序的執行時(shí)間較短，執行速度較快。因此，最好的方法就是用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)中斷服務(wù)程序。但要注意以下2點(diǎn)：

　?。?）中斷函數不傳遞參數和返回結果；

　?。?）中斷過(guò)程中用到的寄存器都要進(jìn)行保護。

　　本例中用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)看門(mén)狗定時(shí)器的中斷服務(wù)程序，而用C語(yǔ)言編寫(xiě)主程序。

/****C語(yǔ)言主程序****/#includeios3c825a.h> /*頭文件*/extern void in0(void); /*中斷函數聲明*/void main(void){CLKCON=0X98; /*開(kāi)中斷*/IMR=0X10; /*IRQ4使能*/WTCON=0X84；/*看門(mén)狗定時(shí)器設為0.25秒*/P2CONL=0X03; /*P2.0為輸出*/IPH=0X00;IPL=0XD6; /*中斷函數所對矢量位置*/CLKCON=0X18; /*關(guān)中斷*/while(1);}/****C語(yǔ)言主程序結束****//****匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的中斷程序****/#include ios3c825a.h> ；頭文件public 'int0' ；中斷函數聲音RSEG WATCHT:CODE:RROT (1),0X00D6 ;中斷矢量在代碼段中的絕對位置Int0:PUSH R1 ;寄存器保護LD R1,#01H ;給PORT2寄存器賦值，使連接P2.1的LED定時(shí)發(fā)頭POP R1；寄存器恢復IRET；中斷返回END/****匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的中斷程序邏輯****/

　　5 結束語(yǔ)

　　以上方法已經(jīng)應用于筆者參與設計的校音器設計中并取得良好的效果。但也要注意調試過(guò)程中編譯器選項的設置對程序運行結果有一定的影響，因此，對SAM8系統中不同的核，一定要選用不同的內核版本號，否則，寄存器傳遞的參數可能會(huì )錯位，從而導致參數傳遞錯誤，給調試帶來(lái)不便。