Keil C51使用教程---C51 vs 标准C（三）

深入理解并应用C51对标准ANSIC的扩展是学习C51的关键之一。因为大多数扩展功能都是直接针对8051系列CPU硬件的。大致有以下8类：
●8051存储类型及存储区域
●存储模式
●存储器类型声明
●变量类型声明
●位变量与位寻址
●特殊功能寄存器(SFR)
●C51指针
●函数属性
具体说明如下(8031为缺省CPU)。

第一节 Keil C51扩展关键字

C51 V4.0版本有以下扩展关键字(共19个)：
_at_ idata sfr16 alien interrupt small
bdata large _task_ Code bit pdata
using reentrant xdata compact sbit data sfr

第二节 内存区域(Memory Areas)：

1. Pragram Area：

由Code说明可有多达64kBytes的程序存储器

2. Internal Data Memory:

内部数据存储器可用以下关键字说明：
data：直接寻址区，为内部RAM的低128字节 00H～7FH
idata：间接寻址区，包括整个内部RAM区 00H～FFH
bdata：可位寻址区， 20H～2FH

3. External Data Memory

外部RAM视使用情况可由以下关键字标识：
xdata：可指定多达64KB的外部直接寻址区，地址范围0000H～0FFFFH
pdata：能访问1页(25bBytes)的外部RAM，主要用于紧凑模式(Compact Model)。

4. Speciac Function Register Memory

8051提供128Bytes的SFR寻址区，这区域可位寻址、字节寻址或字寻址，用以控制定时器、计数器、串口、I/O及其它部件，可由以下几种关键字说明：

sfr：字节寻址 比如 sfr P0=0x80;为PO口地址为80H，“＝”后H～FFH之间的常数。

sfr16：字寻址，如sfr16 T2=0xcc;指定Timer2口地址T2L=0xcc T2H=0xCD

sbit：位寻址，如sbit EA=0xAF;指定第0xAF位为EA，即中断允许

还可以有如下定义方法：
sbit 0V=PSW^2；(定义0V为PSW的第2位)
sbit 0V＝0XDO^2；(同上)
或bit 0V-＝0xD2(同上)。

第三节 存储模式

存储模式决定了没有明确指定存储类型的变量，函数参数等的缺省存储区域，共三种：

1. Small模式

所有缺省变量参数均装入内部RAM，优点是访问速度快，缺点是空间有限，只适用于小程序。

2. Compact模式

所有缺省变量均位于外部RAM区的一页(256Bytes)，具体哪一页可由P2口指定，在STARTUP.A51文件中说明，也可用pdata指定，优点是空间较Small为宽裕速度较Small慢，较large要快，是一种中间状态。

3. large模式

所有缺省变量可放在多达64KB的外部RAM区，优点是空间大，可存变量多，缺点是速度较慢。
提示：存储模式在C51编译器选项中选择。

第四节 存储类型声明

变量或参数的存储类型可由存储模式指定缺省类型，也可由关键字直接声明指定。各类型分别用：code,data,idata,xdata,pdata说明，例：
data uar1
char code array[ ]＝“hello!”;
unsigned char xdata arr[10][4][4]；

第五节 变量或数据类型

C51提供以下几种扩展数据类型：
bit 位变量值为0或1
sbit 从字节中定义的位变量 0或1
sfr sfr字节地址 0～255
sfr16 sfr字地址 0～65535
其余数据类型如：char,enum,short,int,long,float等与ANSI C相同。

第六节 位变量与声明

1. bit型变量

bit型变量可用变量类型，函数声明、函数返回值等，存贮于内部RAM20H～2FH。

注意：
(1) 用＃pragma disable说明函数和用“usign”指定的函数，不能返回bit值。
(2) 一个bit变量不能声明为指针，如bit *ptr；是错误的
(3) 不能有bit数组如：bit arr[5]；错误。

2. 可位寻址区说明20H-2FH

可作如下定义：
int bdata i；
char bdata arr[3]，
然后：
sbit bito＝in0；sbit bit15=I^15；
sbit arr07=arr[0]^7；sbit arr15=arr[i]^7；

第七节 Keil C51指针

C51支持一般指针(Generic Pointer)和存储器指针(Memory_Specific Pointer).

1. 一般指针

一般指针的声明和使用均与标准C相同，不过同时还可以说明指针的存储类型，例如：
long * state;为一个指向long型整数的指针，而state本身则依存储模式存放。
char * xdata ptr；ptr为一个指向char数据的指针，而ptr本身放于外部RAM区，以上的long,char等指针指向的数据可存放于任何存储器中。

一般指针本身用3个字节存放，分别为存储器类型，高位偏移，低位偏移量。

2.存储器指针

基于存储器的指针说明时即指定了存贮类型，例如：
char data * str;str指向data区中char型数据
int xdata * pow; pow指向外部RAM的int型整数。
这种指针存放时，只需一个字节或2个字节就够了，因为只需存放偏移量。

3. 指针转换

即指针在上两种类型之间转化：
●当基于存储器的指针作为一个实参传递给需要一般指针的函数时，指针自动转化。
●如果不说明外部函数原形，基于存储器的指针自动转化为一般指针，导致错误，因而请用“＃include”说明所有函数原形。
●可以强行改变指针类型。

第八节 Keil C51函数

C51函数声明对ANSI C作了扩展，具体包括：

1. 中断函数声明：

中断声明方法如下：
void serial_ISR () interrupt 4 [using 1]
{
/* ISR */
}
为提高代码的容错能力，在没用到的中断入口处生成iret语句，定义没用到的中断。
/* define not used interrupt, so generate "IRET" in their entrance */
void extern0_ISR() interrupt 0{} /* not used */
void timer0_ISR () interrupt 1{} /* not used */
void extern1_ISR() interrupt 2{} /* not used */
void timer1_ISR () interrupt 3{} /* not used */
void serial_ISR () interrupt 4{} /* not used */

2. 通用存储工作区

3. 选通用存储工作区由using x声明，见上例。

4. 指定存储模式

由small compact 及large说明，例如：
void fun1(void) small { }
提示：small说明的函数内部变量全部使用内部RAM。关键的经常性的耗时的地方可以这样声明，以提高运行速度。

5. #pragma disable

在函数前声明，只对一个函数有效。该函数调用过程中将不可被中断。

6. 递归或可重入函数指定

在主程序和中断中都可调用的函数，容易产生问题。因为51和PC不同，PC使用堆栈传递参数，且静态变量以外的内部变量都在堆栈中；而51一般使用寄存器传递参数，内部变量一般在RAM中，函数重入时会破坏上次调用的数据。可以用以下两种方法解决函数重入：
a、在相应的函数前使用前述“#pragma disable”声明，即只允许主程序或中断之一调用该函数；
b、将该函数说明为可重入的。如下：
void func(param...) reentrant;
KeilC51编译后将生成一个可重入变量堆栈，然后就可以模拟通过堆栈传递变量的方法。

由于一般可重入函数由主程序和中断调用，所以通常中断使用与主程序不同的R寄存器组。

另外，对可重入函数，在相应的函数前面加上开关“#pragma noaregs”，以禁止编译器使用绝对寄存器寻址，可生成不依赖于寄存器组的代码。

7. 指定PL/M-51函数

由alien指定。