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        PICC 編譯環境編寫PIC單片機程序的探討

        作者: 時間:2016-12-02 來源:網絡 收藏
        目前,Microchip公司生產的PIC系列單片機以其低成本、低功耗、高性能、開發速度快且一次性用戶可編程等優點迅速占領了國內市場,成為國內銷售量最大的單片機。但國內介紹其C語言開發工具的書籍和文章卻比較少,在開發過程中給廣大程序員帶來了許多困難和不便。

        Microchip公司沒有針對中低檔系列PIC單片機的C語言編譯器,但很多專業的第三方公司提供眾多支持PIC單片機的C語言編譯器,常見的有 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單片機進行系統設計和開發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語言的基本特點。

        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現的,其深度已隨芯片固定,無法實現需要大量堆棧操作的遞歸算法;另外在PIC單片機中實現軟件堆棧的效率也不是很高。為此,PICC編譯器采用一種“靜態覆蓋”技術,以實現對C語言函數中的局部變量分配固定的地址空間。經這樣處理后產生出的機器代碼效率很高。當代碼量超過4 KB后,C語言編譯出的代碼長度與全部用匯編代碼實現的差別已經不是很大(<10%),當然前提是在整個C代碼編寫過程中需時時注意所編寫語句的效率。

        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把單片機中數據寄存器的bank交由編程員自己管理,因此在定義用戶變量時必須自己決定這些變量具體放在哪一個bank中。如果沒有特別指明,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語言中某一bank內定義的變量字節總數不能超過可用RAM字節數。如果超過bank容量,在最后連接時會報錯,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,但編寫源程序時在進行變量存取操作前無需再特意編寫設定bank的指令。C編譯器會根據所操作的對象自動生成對應bank設定的匯編指令。為避免頻繁的bank切換以提高代碼效率,盡量把實現同一任務的變量定位在同一個bank內;對不同bank內的變量進行讀寫操作時也盡量把位于相同bank內的變量歸并在一起進行連續操作。

        bit型位變量只能是全局的或靜態的。PICC將把定位在同一bank內的8個位變量合并成一個字節存放于一個固定地址。PICC對整個數據存儲空間實行位編址,Ox000單元第O位位地址是0x0000,以此類推,每個字節有8個位地址。如果一個位變量flagl被編址為Oxl23,那么實際的存儲空間位于:



        即flagl位變量位于地址為0x24字節的第3位。在程序調試時如果要觀察flagl的變化,必須觀察地址為Ox24的字節而不是0x123。PICC在編譯原代碼時只要有可能,對普通變量的操作也將以最簡單的位操作指令來實現。假設一個字節變量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的指針操作最終用FSR來實現間接尋址。FSR能夠直接連續尋址的范圍是256 B,所以一個指針可以同時覆蓋2個bank的存儲區域(bankO/1或1aank2/3,一個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的概念,但用C語言編程時基本不用過多關心代碼的分頁問題。因為所有函數或子程序調用時的頁面設定(如果代碼超過一個頁面)都由編譯器自動生成的指令實現。

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