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1、MC9S12的C语言与标准C语言的区别,控制科学与工程学院,1、建立汇编语言工程,建立一个汇编语言程序并完成LED点亮选择“File”“New”选择向导，输入工程名“LED”，设置工程目录欢迎屏幕选择单片机“MC9S12DG128B”选择开发语言“Assembly”选择“Relocatable Assembly”选择编译目标完成,建立汇编语言工程,选择编译目标为TBDML，插好PCB板在“CLI”后写上执行一次的代码：movb#$ff,DDRB movb#$55,PORTB这两句代码只执行一次，可以看到静态花灯的效果程序进入大循环，花灯状态不变,2、建立C语言工程,建立一个C语言程序并完成LE
2、D花灯闪亮选择“File”“New”选择向导，输入工程名“LED”，设置工程目录欢迎屏幕选择单片机“MC9S12DG128B”选择开发语言“Assembly”和“C”选择不使用Processor Expert选择不使用PC-Lint选择ANSI Startup code选择浮点数支持为NONE,建立C语言工程,Memory Module 选择banked编译目标选择上TBDML完成初始化方向寄存器和初始显示DDRB=0 xff;PORTB=0 x55;在无限for循环里写PORTB=PORTB;编写延时函数delay1(),建立C语言工程,void delay1()unsigned int i
3、=60000;while(i-);在“PORTB=PORTB;”后调用该函数delay1();观看演示效果，典型的无限循环程序,C语言程序结构,void main(void)EnableInterrupts;/开中断asm_main();/初始化硬件/设置单片机I/O口的数据方向for(;)/无限循环/循环执行的程序/花灯循环显示,开机执行一次,循环执行到断电为止,3、Codewarrior 4.6 程序调试,软件仿真调试选择编译目标为Full Chip Simulation调试：全速执行、断点、执行到光标、单步等子窗口：source、data、register、assembly、memory
4、、command等,Codewarrior 4.6 程序调试,BDM调试安装BDM驱动拨码开关1提供供电方式选择编译目标TBDML进入调试界面需要进行相关设置，如晶振频率、MCU型号等等单步全速调试与仿真基本相同，不同的是这个属于在线调试，必须有MCU连接。,Lecture5 Page 11,微控制器开发技术,File process tree,C源文件,汇编源文件,库文件,目标文件,C编译器,汇编编译器,链接器,执行文件,映射文件,列表文件,汇编反编译文件,反编译器,链接配置文件,*.h*.c*.c+,*.asm*.inc,*.prm,*.lib,*.obj,*.lst,*.map,*.sx
5、*.abs,4、S格式文件,将程序和数据用ASCII码表示，包含了基本协议，包括出错校验功能。程序编译完成后，在bin文件夹生成“xxx.abs.s19”文件。行-S记录，由记录类型、记录长度、存储地址、程序/数据校验和构成。记录类型（S0、S1、S9）S0：包含本S文件的名字，在PC上有意义。如P167，S0表示记录类型，18为记录长度（0X18），最后一个字节80为校验码。S1：S1后接记录长度，接装载地址，32个机器码字节，最后为校验码。,S格式文件,S9：最后一个记录，表示文件传送结束。S记录类型S0：S格式文件的起始记录S1：地址为2字节的程序数据记录S2：地址为3字节的程序数据记录
6、（64K）S3：地址为4字节的程序数据记录（16M）S5：标记本文件的S1、S2或S3记录个数（可选）S7：S3格式，用S7记录结束S8：S2格式，用S8记录结束S9：S1格式，用S9记录结束,S0510000433A5C446F63756D656E747320616E642053657474696E67735C41646D696E6973747261746F725C4D7920446F63756D656E74735C50726F6A6563745F335C62696E5C50726F6A6563742E616273BD S123C000CF050010EF180BFF0003180B5500
7、01CE00017E0500070E7C0502FE0500088E0028 S119C0201826EF20EACD0000CC000104050719EEB7C60435F93D32 S105FFFEC0003D S9030000FC,2、MC9S12的C编程与标准C的不同,9S12 C语言的不同变量资源映射用C语言处理中断（中断向量表64）标准C库C语言入口程序链接与定位,变量的不同基本数据类型的定义P185特有类型的变量volatile更加特殊的const volatile,2.1 变量,各种类型的数据占的字节数，在不同的系统中有所不同,自定义CodeWarrior数据类型,在Code
8、Warrior环境下按ALT+F7打开工程的通用设置，选择“Compiler for HC12”面板然后点按钮“Type Sizes”。,CodeWarrior编译器标准类型设置建议不要随意更改数据类型的设置,16位微控制器内部的数据长度是16位（2字节），所以首选的数据类型是“int”。16位机处理16位数据比8位数据的效率更高。对于9S12单片机来说，16位数据类型效率最高，因此在使用中，尽量选择int类型数据。若可能，选用无符号类型。,数据类型的真相,存储类修饰符,以下关键字用于声明变量，以指定特定需要或内存中变量存储的相关条件。static（静态变量）volatile（可变变量）con
9、st（只读变量）Const volatile,可变（volatile）变量,volatile的本意是“易变的”，就是该变量会以编译器无法预知的方式发生变化.所有的编译器的优化均假设编译器知道变量的变化规律,请编译器不要做优化。也就是说是其值在正常程序流程以外可能改变的变量。在嵌入式系统中，这种情况通过两种主要途径发生：一是中断服务程序，二是硬件动作。,例子,staticinti=0;intmain(void).while(1)if(i)dosomething();/*Interruptserviceroutine.*/voidISR_2(void)i=1;,程序的本意是希望ISR_2中断产生时
10、，在main当中调用dosomething函数，但是，由于编译器判断在main函数里面没有修改过i，因此可能只执行一次对从i到某寄存器的读操作，然后每次if判断都只使用这个寄存器里面的“i副本”，导致dosomething永远也不会被调用。如果将变量加上volatile修饰，则编译器保证对此变量的读写操作都不会被优化（肯定执行）。此例中i也应该如此说明。,Lecture5 Page 24,微控制器开发技术,volatile(2),volatile用在如下的几个地方,中断服务程序中修改的供其它程序检测的变量需要加volatile；存储器映射的硬件寄存器通常也要加volatile说明，因为每次对它
11、的读写都可能由不同意义,const,关键字“const”，并不表示恒量，而是代表“只读”。Const声明可用于任何变量，它告诉编译器将其存储在ROM区。编译器保留了那个位置程序存储器地址。由于位于ROM中，其值不能改变。,const unsigned short a;unsigned short const a;const unsigned short*a;unsigned short*const a;,Const volatile 变量,只读变量这个修饰符应该用于能出乎意料地改变的任何存储器位置，因此需要volatile限定语，由于const该变量是只读的。,最明显的例子是硬件状态寄存器，像
12、SCI状态寄存器SCS1。这个寄存器包含信号状态标志，如发送空、发送完成、接收满以及其它。这是一个可变寄存器由于这些标志的改变依赖于串行通信的状态；这也是只读，由于标志不能被程序直接改写，它们只对模块的状态作出响应。这个状态寄存器最佳声明方法是：const volatile unsigned char SCS1 0 x0016,2.2 资源的映射,访问固定的内存位置访问I/O寄存器,访问固定内存位置,在某个项目中需要将绝对地址0 x2FFA处整型变量的值设为0 xAA55。完成这个任务的代码是：,与PC机不同，嵌入式系统通常的特点是需要编程者访问一个指定的存储器位置。,int*ptr;ptr=
13、(int*)0 x2FFA;*ptr=0 xAA55;,访问固定内存位置,在某个项目中需要将绝对地址0 x2FFA处整型变量的值设为0 xAA55。完成这个任务的代码是：,（2）unsigned int ptr 0 x2FFA;,int ptr 0 x2FFA;ptr=0 xAA55;,访问I/O寄存器,一个方法是使用如下的#define指示：#define PortA(*(volatile unsigned char*)0 x0000)这种情况下，Port A为地址0 x0000处字符型变量。在codewarrior中的头文件中已经给出了寄存器的宏定义。例如：mc9s12dg128.huns
14、igned char pta;pta=PORTA;或PORTA=pta;,另一种方法是在变量声明中使用符号“”：const volatile unsigned char SCS1 0 x0016,2.3 C语言的中断,ANSI C里并没有定义如何用C写中断服务程序表达式以interrupt关键字开始,接着是中断向量号,最后是函数原型。以下定义了中断向量号为7的实时中断 interrupt 7 void RTI_ISR(void)/*RTI_ISR Function Codes*/,9S12中断源有55个，中断向量号越小，优先级越大。见课本64页。在codewarrior环境下，中断向量号在头文
15、件中，例如mc9s12dg28.h,2.4 标准C库,标准库如stdio.h通常包含在大部分输入输出函数，大部分可以直接使用。#include void main(void)Printf(“Hello World!n”),标准C语言与硬件无关，I/O的输入输出并不是标准C语言的一部分。在标准C语言中，I/O操作是通过操作系统实现的。在标准C中，printf()缺省的控制台是显示器，但9S12没有显示器作为片外外设。在嵌入式编程中，如果需要使用这个功能，则需要修改基础库函数才能正确输出。凡是需要显示在显示终端的，可以使用SCI（异步串行通信）发送到PC机的超级终端显示。,2.5 C语言入口,在M
16、C9S12的C程序中，程序的入口在什么地方？程序是怎样起动的呢？开机进入0号复位中断初始化（堆栈、硬件初始化、看门狗等等）调用main函数Codewarrior中的Start12.c程序员可以自己编写启动代码，可以将应用程序中的硬件初始化程序都放在启动代码里面，这样就可以比较专注地在应用程序中做要做的事情。,void _Startup()asm LDS 0 x1000 JSR HardInit JSR main,一个启动代码的例子,2.6 程序的链接与定位,对于MC9S12单片机来说，由于RAM，EEPROM，寄存器可以重新映射，而且不同型号的单片机内部FLASH大小也不一样，这样程序编译后存
17、放在什么位置，成了我们必须告诉链接器的内容，因为链接器不知道你用的单片机RAM放在什么地方，ROM放在什么地方。为了方便管理，CodeWarrior自动生成一个.prm文件，用于定义目标代码的装载地址。详见课本192页。,C语言与汇编语言的混合编程,在绝大多数场合采用C语言编程可完成预期的目的，但是对一些特殊情况进行编程时要结合汇编语言。汇编语言具有直接和硬件打交道、执行代码的效率高等特点，可以做到C语言所不能做到的一些事情：一个程序中的关键部分对执行速度有很高要求，实时性强。用汇编编程可以更有效的利用CPU的寄存器和指令集，用其产生的代码比用编译器产生的代码运行更快。对特定硬件接口的访问。例
18、如对I/O端口的访问，或者用于禁止、启用中断系统。#define EnableInterrupts _asm CLI;#define DisableInterrupts _asm SEI;,C中使用汇编,C语言中嵌入汇编语句：_asm CLI;asm(CLI);asm CLIasm_main(),例1,对从RAM中0 x1000地址开始的10个无符号字节型数进行由小到大排序 程序分析：可以使用C语言把一个unsigned char类型的数组存储到从0 x1000开始的内存空间中，数组的大小为10个字节，内容由程序员自定义。由小到大的排序使用冒泡法完成。unsigned char data10 0 x1000=0 x22,i,j,temp;/*定义数组*/void main(void)for(i=0;idataj+1)temp=dataj;dataj=dataj+1;dataj+1=temp;for(;)注：若在函数内定义变量，须在函数体开始处定义,谢谢！,
