《51单片机C语言开发详解》第4章 Keil C51单片机开发环境

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第4章 Keil C51单片机开发环境


通过前面章节的讲解，读者对于AT89S51单片机的硬件 结构和汇编语言编程都有了一个详细的了解。随着单片 机开发工具的不断发展，目前，利用C语言开发单片机 程序，具有效率高、可读性强、可移植性强等特点，已 经成为单片机程序开发中的主要方式。 Keil C51是一款十分流行的MCS-51内核单片机C语言开 发环境，在本章中详细向读者介绍Keil C51的开发方法， 使读者能够具备利用C语言开发AT89S51单片机程序的能 力。
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4.1.2 标识符与关键字


标识符是用来标识源程序中某个对象的名字的，这些对 象可以是语句、数据类型、函数、变量、数组等等。C 语言是区分大小写的一种高级语言，如果要定义一个定 时器1，可以写做“Timer1”，如果程序中有"TIMER1"， 那么这两个是完全不同定义的标识符。 标识符由字符串、数字和下划线等组成，需要注意的是， 第一个字符必须是字母或下划线，类似“1Timer”的定 义是错误的，编译时便会有错误提示。有些编译系统专 用的标识符以下划线开头，所以除了在定义专业标识符 以外，一般不要以下划线开头命名标识符。
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4.2.4 Keil C51的BL51代码链接器/定位器


（2）代码段 BL51连接器支持创建程序空间大于64KB的应用。8051不能直接操作 大于64KB的代码地址空间，必须由外部硬件来交换代码段。完成此 功能的硬件必须要8051中运行的程序的控制中，这就是段(块)切换。 BL51连接器管理一个公共的区域和32个最大64KB空间的块，从而达 到总共2MB的分段程序空间。支持外部硬件块切换的软件包括的一 个可编辑的汇编程序，以适应应用中的特定硬件平台。 BL51连接器可以定义哪个段装载哪个特定的程序模块。通过仔细考 虑，把各个函数分配到不同的段中来创建一个非常大而有效的应用。
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4.2.3 Keil C51的A51宏汇编器


A51是一个8051系列MCU的宏汇编器，它把汇编语言翻译 成机器代码。A51汇编器允许定义程序中的每一个指令， 在需要极快的运行速度、很小的代码空间和精确的硬件 控制时使用。其宏特性让公共代码只需要开发一次，从 而节约了开发和维护的时间。 A51汇编器宏处理的另一个有用的特性是根据命令行参 数或汇编符号进行条件汇编。代码段的条件汇编能帮助 用户实现最紧凑的代码，也可以从一个汇编源代码文件 产生不同的应用：
一个好的C语言程序应该把一个大问题划分成若干子问题，解决一 个子问题对应编制一个函数，C程序一般是由大量的小函数而不是 由少量大函数构成的。使用函数带来的好处是程序各部分相互充分 独立，任务单一。函数提供了编制程序的手段，使之容易读、写、 理解、排除错误、修改和维护。 这些独立的小模块也可以作为一种固定规格的程序，用来组成新的 大程序，使得程序的可移植性和可重用性能大大提高。 一些较常用的函数时，只要将其保存在函数库里，在以后的编程中 可被方便地调用而不需要再去编译它们，连接时将会自动从相应的 库中装配成所需程序。
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4.1.7 类型定义



与C语言编程一样，Keil C51允许由用户自己定义类型 说明符，也就是说允许由用户为数据类型使用自定义的 名字，该功能可以使用类型定义符typedef完成。例如， 有整型量a、b，其说明如下： int a ,b; 其中int是整型变量的类型说明符，int的长度为16位， 为了增加程序的可读性，可把整型说明符用typedef定 义为“typedef int INT16”，这以后就可用INT16来代 替int作整型变量的类型说明了，例如： INT16 a , b； //等效于 int a ,b
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4.2 Keil C51开发工具


（4）DUNFIELD


SHAREWARE 它是非专业的软件包，不支持float、long或结构等数据结构。它不生成 重定位代码。 （5）FRANKLIN 它的鼻祖是Keil，在代码生成方面领先，可产生最少的代码。它支持浮点 和长整数、重入和递归，不提供库源代码，不能生成能汇编的汇编代码， 仅产生混合代码，只能修改后汇编。若使用汇编语言，必须分开汇编程序， 然后手工连接。 若使用单片模式，它是最好的选择。 （6）Keil C51 Keil C51的V8. xx是目前世界上最好的51单片机的汇编和C语言的开发工 具。它支持汇编、C语言以及混合编程，同时具备强大的软件仿真和硬件 仿真功能。 在本节中主要介绍采用Keil C51的开发方法。
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4.1.6 结构体与联合体


结构体是一种由基本数据类型构成、并用一个标识符来命名的各种 变量的组合。结构体中可以使用不同的数据类型。 在Keil C51中，结构体也是一种数据类型，可以使用结构体变量， 因此，与其他类型的变量一样，在使用结构体变量时要先对其定义。 定义结构体变量的一般格式如下： struct 结构体名 { 类型 变量名; 类型 变量名; „„ } 结构体变量;
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4.1.3 数据类型


数据在计算机内存中的存放情况由数据结构决定。C 语 言的数据结构是以数据类型决定的，数据类型可分为基 本数据类型和复杂数据类型，复杂数据类型是由基本数 据类型构造而成的。 在标准C语言中基本的数据类型为char、int、short、 long、float和double，而在C51编译器中int和short相 同，float和double相同。
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4.1.8 宏定义与条件编译



在编写程序时，使用的是用户能够看懂的ASCII码。但 是计算机必须将这些ASCII码经过翻译后变成机器语言。 这个翻译过程分两步，叫做编译、链接过程。 第一步的编译过程是将源程序中除了函数调用以外的语 句翻译成机器语言，此时要生成一个中间目标文件，后 缀名为obj。链接过程是将库函数的执行代码加入到刚 才生成的obj文件中，生成可执行文件。 用户编写的源程序只能控制程序执行的流程。但有些时 候，需要对编译程序的工作进行一些干预，这时就要用 到编译预处理命令。
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4.1.6 数组与指针


数组是指具有相同数据类型的变量集合，拥有共同的名 字。数组中的每个特定元素都使用下标来访问。数组存 放在一段连续的存储地址中，第一个数组元素存放于最 低的地址，最高的地址对应最后一个数组元素。数组有 一维的和多维的，下面分别介绍。 （1）一维数组 一维数组的声明格式是： 类型 变量名[长度] 类型是指数据类型，即每一个数组元素的数据类型，包 括整数型、浮点型、字符型、指针型以及结构和联合。
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4.2 Keil C51开发工具



MCS-51内核系列单片机作为工业使用的微处理器，从1985年开始，就有对 应的C语言编译器，简称C51。并非所有的C51编译器都产生和发挥MCS-51 单片机特点的有效代码，下面就各公司的编译器做简要介绍。 （1）AMERICAN AUTOMATION 该编译器通过#asm和endasm预处理选择支持汇编语言。此编译器编译速度 慢，要求汇编的中间环节支持。 （2）ARCHIMEDES 它的鼻祖是瑞典的JAR，是支持分组开关(Bank)的编译器。它和ANSI C兼 容，只是需要一个较复杂的连接程序控制文件支持，程序才能运行。 （3）AVOCET 该软件包包括编译器、汇编器、连接器、库MAKE工具和编辑器，集成环境 类似Borland C和Turbo CO C编译器产生一个汇编语言文件，然后再用汇 编器，其编译速度较快。
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4.2.4 Keil C51的BL51代码链接器/定位器


（3）公共段 段切换程序中的公共段是一块在任何时候、在所有的段 中都可以访问的存储器。此公共段在物理上就不能切换 出局或变换地址空间。 在公共段中的代码可以复制到每个段中(如果切换整个 程序空间)或驻留在一个独立的地址空间或器件中(公共 段不用切换)。
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4.2.4 Keil C51的BL51代码链接器/定位器


பைடு நூலகம்
BL51是具有代码分段功能的连接器/重定位器，它组合一个或多个目标模 块成一个8051的执行程序。此连接器处理外部和全局数据，并将可重定位 的段分配到固定的地址上。BL51连接器处理由Keil C51编译器、A51汇编 器和Intel PL/M-51编译器、ASM-51汇编器产生的目标模块。连接器自动 选择适当的运行库并连接用到的模块。BL51主要有以下的功能： （1）数据地址管理 BL51连接器通过覆盖那些不会同时使用的函数变量的技术来管理8051有限 的内部存储器资源，这极大地降低了大多数应用对存储器的需求。BL51连 接器分析函数间的引用以决定存储的覆盖策略。可以用OVERLAY指示器来 人为控制函数间的引用，这些引用被连接器用来确定哪些存储器单元是独 占的。NOOVERLAY指示器让BL51不进行覆盖连接，这在使用间接调用的函 数或为了调试而禁止覆盖时比较有用。
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4.2.3 Keil C51的A51宏汇编器



A51汇编器产生一个列表文件，包括行号、汇编时的时 间和日期。关于汇编器运行和目标文件产生的信息被记 录下来。 通常情况下，程序从EXTERN、PUBLIC和SEGMENT指示器 开始。列表文件包含了每个源代码的行号及每行产生的 代码。 列表文件包含了错误和告警信息，错误和告警的位置被 明显地标识出来。 存储器组的占用信息和程序中的错误和告警总数包括在 文件的结尾处。