三星SAM8系列S3C825A型單片機(jī)及其軟件設(shè)計

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

　　3 混合編程的軟件設(shè)計

　　在對SAM8系列單片機(jī)進(jìn)行軟件開發(fā)過程中，用C語言編程具有開發(fā)周期短、可讀性強(qiáng)、可移植性好和修改方便等優(yōu)點，但是C程序反匯編生成的匯編代碼往往較長。若直接用匯編語言編程，雖然編制的程序較短，但開發(fā)周期長，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語言編寫，而將執(zhí)行效率要求較高的部分用匯編語言來編寫。下面主要介紹針對SAM8系列單片機(jī)進(jìn)行混合編程的軟件設(shè)計方法。

　　3.1 IAR C語言編譯器的函數(shù)參數(shù)傳送規(guī)則

　　IAR C語言編譯器規(guī)定函數(shù)參數(shù)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(shù)參數(shù)的類型。

　　IAR C語言編譯器把單片機(jī)的寄存器分成2組，其中高速暫存器組（R10-R15）中的函數(shù)參數(shù)由左至右依次傳入R15至R10，直至這些寄存器點滿，而其余函數(shù)參加由堆棧來傳遞。由迂些寄存器是暫存器，用完就釋放掉，所以應(yīng)用過程中不用保護(hù)。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(yīng)用過程不必須對其進(jìn)行保護(hù)，但在C語言函數(shù)編寫中可以不體現(xiàn)，而由編譯器自動完成。

　　當(dāng)函數(shù)參數(shù)為以下2種類型時，應(yīng)當(dāng)選用堆棧方式傳遞：第一種是傳遞參數(shù)為struct或union大于4字節(jié)的參數(shù)類型。第二種是長度可變函數(shù)的未命名參數(shù)類型。

　　函數(shù)參數(shù)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(diào)用函數(shù)的參數(shù)則由左至右依次存放在被指定的堆棧中，當(dāng)被調(diào)用函數(shù)返回調(diào)用函數(shù)時，堆棧自動清零，主存儲器空間被釋放，以供下次供傳遞函數(shù)使用。

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

　　C語言編譯器也是編譯中斷函數(shù)時會自動保護(hù)所用到的寄存器（包括R10-R15），狀態(tài)寄存器FLAGS的保護(hù)也是在中斷處理過程中自動完成的。中斷過程中用到的寄存器都使用PUSH Rn的指令進(jìn)行保護(hù)，而采用POP Rn指令恢復(fù)。當(dāng)用IRET指令自動恢復(fù)狀態(tài)寄存器FLAGS時，可以從中斷中返回。

　　3.2 對匯編語言函數(shù)的約定

　　對于一個可以被C語言函數(shù)調(diào)用的匯編程序來說，使用時必須滿足以下3點：

　　（1）符合C語言參數(shù)傳遞規(guī)則；

　　（2）有PUBLIC函數(shù)入口標(biāo)志；

　　（3）在C語言函數(shù)中用extern聲音為外部函數(shù)。

　　參加傳遞規(guī)則和C語言函數(shù)一樣，所不同的是，要在匯編語言函數(shù)編寫過程中具體體現(xiàn)出來。

　　4 應(yīng)用實例

　　明確了以上調(diào)用規(guī)則，混合編程就比較容易了，歸納起來有以下幾點：

　　（1）在C語言源文件中用“extern”關(guān)鍵字導(dǎo)入被匯編語言源文件導(dǎo)出的標(biāo)號；

　　（2）在匯編語言源文件用“PUBLIC”關(guān)鍵字把標(biāo)號導(dǎo)出到C語言源文件；

　　（3）在匯編語言中用“EXTERN”關(guān)鍵字導(dǎo)入被C語言函數(shù)源文件導(dǎo)出的關(guān)鍵字；

　　（4）用C語言把標(biāo)號導(dǎo)出給匯編語言，這一步不需要關(guān)鍵字；

　　（5）把編輯好的C語言和匯編語言源文件導(dǎo)入設(shè)計系統(tǒng)，并用各自調(diào)用函數(shù)的指令調(diào)用。

　　下面以筆者在校音器設(shè)計中用到的2個例子來具體說明。

　　4.1 C語言和匯編語言相互調(diào)用

　　在該例中，用C語言函數(shù)main()調(diào)用匯編語言函數(shù)get_rand()以得到一個隨機(jī)數(shù)，接著，用匯編語言函數(shù)get_rand()調(diào)用C語言庫函數(shù)rand()再得到一個整型機(jī)隨機(jī)數(shù)，然后用調(diào)用C語言函數(shù)mult()的方法把這個隨機(jī)值的高位乘以main()函數(shù)傳遞給自己的實參，同時把乘積值返回給main()參數(shù)。

/****C語言源程序****/#includeios3c825a.h>/*頭文件*/extern unsigned char get_rand (unsigned char seed);/* 匯編語言原型聲明*/void main(void)/*主函數(shù)*/{unsigned char seed;unsigned char value;/*定義變量*/WTCON=0xa0; /*關(guān)閉watch dog*/Seed=0x05;Value=get_rand(seed); /*調(diào)用匯編語言函數(shù)，得到一個隨機(jī)數(shù)*/While(1); /*程序結(jié)束*/}/**加法子程序，供匯編語言調(diào)用**/unsigned char add(unsigned char x,unsigned chary){return (x+y);}/****C語言源程序結(jié)束 ****//****匯編語言源程序 ****/#include ios3c825a.h> ；頭文件EXTERN rand ；C語言庫函數(shù)EXTERN add ；用戶自定義C函數(shù)PUBLIC get_rand ；導(dǎo)出函數(shù)名給C函數(shù)調(diào)用Get_rand:PUSH R9 ；普通C函數(shù)入棧保護(hù)LD R9，R15；C函數(shù)傳遞參數(shù)給R15，暫時存儲在R9CALL rand ；調(diào)用C庫函數(shù)得到一個隨機(jī)數(shù)，作為add的第一實參，存儲在R15LD R14，R9；C函數(shù)傳遞的參數(shù)，作為add的第二實參，存儲在R14CALL add ；add返回的值存儲在R15中POP R9 ；add出棧恢復(fù)寄存器內(nèi)定RETEND/**** 匯編語言源程序結(jié)束 ****/

　　4.2 匯編語言寫中斷服務(wù)程序

　　為了提高系統(tǒng)響應(yīng)速度，設(shè)計時往往要求中斷服務(wù)程序的執(zhí)行時間較短，執(zhí)行速度較快。因此，最好的方法就是用匯編語言編寫中斷服務(wù)程序。但要注意以下2點：

　　（1）中斷函數(shù)不傳遞參數(shù)和返回結(jié)果；

　　（2）中斷過程中用到的寄存器都要進(jìn)行保護(hù)。

　　本例中用匯編語言編寫看門狗定時器的中斷服務(wù)程序，而用C語言編寫主程序。

/****C語言主程序****/#includeios3c825a.h> /*頭文件*/extern void in0(void); /*中斷函數(shù)聲明*/void main(void){CLKCON=0X98; /*開中斷*/IMR=0X10; /*IRQ4使能*/WTCON=0X84；/*看門狗定時器設(shè)為0.25秒*/P2CONL=0X03; /*P2.0為輸出*/IPH=0X00;IPL=0XD6; /*中斷函數(shù)所對矢量位置*/CLKCON=0X18; /*關(guān)中斷*/while(1);}/****C語言主程序結(jié)束****//****匯編語言編寫的中斷程序****/#include ios3c825a.h> ；頭文件public 'int0' ；中斷函數(shù)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(hù)LD R1,#01H ;給PORT2寄存器賦值，使連接P2.1的LED定時發(fā)頭POP R1；寄存器恢復(fù)IRET；中斷返回END/****匯編語言編寫的中斷程序邏輯****/

　　5 結(jié)束語

　　以上方法已經(jīng)應(yīng)用于筆者參與設(shè)計的校音器設(shè)計中并取得良好的效果。但也要注意調(diào)試過程中編譯器選項的設(shè)置對程序運(yùn)行結(jié)果有一定的影響，因此，對SAM8系統(tǒng)中不同的核，一定要選用不同的內(nèi)核版本號，否則，寄存器傳遞的參數(shù)可能會錯位，從而導(dǎo)致參數(shù)傳遞錯誤，給調(diào)試帶來不便。