MCS-51单片机三种编程方式的探讨

李锐，吕琼

摘要：MCS-51单片机是目前应用最为广泛的8位单片机，单片机的编程方式主要有汇编、C语言以及两者混合三种方式，掌握三种编程方式，在具体应用中灵活运用是非常重要的，该文通过这三种编程方式对MCS-51单片机的应用进行了详细的讨论。

关键词：单片机；汇编语言；C语言；混合编程

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)20-4994-03

Discuss of Three Methods of Programming for MCS-51 Single Chip Microcomputer

LI Rui，LV Qiong

（College of Physics and Electronic Engineering, Qujing Normal University,Qujing 655011,China）

Abstract: MCS-51 is the most popular in the 8 bit single chip microcomputer at present. Single chip microcomputer are three ways for programming, they are assembly language, C language and complex programming. Used the techniques with great facility is very import. The document discuss the methods in detail.

Key words: single chip microcomputer; assembly language; C language; complex programming

MCS-51系列单片机是Intel公司的8位单片机，其中DIP封装的AT89S52单片机是美国Atmel公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，其片内含有8KB可在线编程的Flash闪速存储器，芯片采用Atmel公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准的MCS-51单片机的指令系统及引脚兼容、功能强大，适合于许多较多较为复杂的控制应用场合[1]。目前开发MCS-51系列单片机最流行的软件是美国Keil Software公司出品的Keil软件，这是一个功能强大的集成开发环境（μVision）。

1 MCS-51单片机的三种编程方式

1.1汇编方式

汇编语言是面向机器的程序设计语言，也称为符号语言。汇编语言中，用符号代替机器语言的二进制码，使之比机器语言易于读写、易于调试和修改，同时也具有机器语言执行速度快，占内存空间少等优点，但在编写复杂程序时具有明显的局限性，汇编语言依赖于具体的机型，不能通用，也不能在不同机型之间移植。

1.2 C语言方式

C语言是一种高级语言，其编写的程序比用汇编语言更符合人们的思考习惯，具有良好的模块化，容易阅读和维护等优点，开发者可以更专心地考虑算法而不是考虑一些细节问题，这样就减少了开发和调试的时间。同时C语言不依赖于硬件，这使其具有了很好的移植性[2]。另外，C语言还还有丰富的库函数支持，绘图能力也比较强。但C语言代码编译后的目标代码体积大，意味着存在占用空间多，执行速度较慢的问题。

1.3汇编与C语言混合方式

根据汇编和C语言的特点，选择编程语言的一种折中方式就是汇编和C语言混合编程。混合编程方式主要有两种形式，一种是在C语言中嵌入汇编代码，另一种是汇编和C语言相互调用函数，实现方法是通过关键词进行标识，如果涉及参数传递，主要是通过R2—R7这几个工作寄存器来存取。在应用中，通常在对时效性要求比较严格的时候，这部分代码使用汇编是唯一的选择，比如时钟的中断计时服务程序等，而其它时候，使用C语言比较方便。

2三种编程方式的应用——经典流水灯实验

2.1汇编方式

ORG 0000H;标记程序起始位置

SJMP MAIN;跳转到主程序地址

ORG 000BH;计时/计数器0的中断入口地址

AJMP TIMER0;跳转到计时中断服务程序

ORG 0033H;标记主程序起始的绝对位置MAIN: MOV TMOD,#02H ;设置为计时器工作方式2

MOV TH0,#06H;预设溢出的自动赋值数据MOV TL0,#06H;预设一次计时的初值

SETB ET0;打开计时/计数器中断控制

SETB EA;打开总中断控制

SETB TR0;开启计时

MOV R1,#00H

MOV R0,#00H

MOV A,#01H;初始化状态数据LOOP: MOV P0,A;点亮发光二极管

SJMP LOOP

TIMER0: INC R1;机器周期计时

CJNE R1,#250,EXT ;而方式2使用的是8位字长，因此使用了R0和R1扩展

MOV R1,#00H

INC R0

CJNE R0,#32,EXT

MOV R0,#00H

RL A;循环左移点亮状态数据

EXT:RETI;中断返回

END;程序结束

2.2 C语言方式

unsigned int t=0;//计时变量

unsigned char s=0x01;//发光二极管点亮状态数据变量void timer0() interrupt 1 using 1{ //中断函数申明

t++;//每次中断，计时变量加1

if(t==8000){//需要8000次中断，时间才到1秒

s=_crol_(s,1);//点亮状态数据变为下一状态

t=0;//到1秒后，赋0重新计时

}

}

void main(){

TMOD=0x02;//设置计时/计数器的工作方式

TH0=0x06;//自动赋值设置TL0=0x06;//设置计时初值

ET0=1;//打开计时中断控制EA=1;//打开总中断控制

TR0=1;//开启计时

do{//死循环等待中断

P0=s;//点亮发光二极管

}while(1);

}

2.3汇编和C语言混合方式

2.3.1 C语言中嵌入汇编

实际应用中，如果对中断有严格的要求，可以把中断程序代码改为汇编，也就是嵌入汇编语言的形式，这种方式实现比较简单，而且C语言下定义的变量也可以直接使用，只不过超过单字节长度的变量的算法比较麻烦。

2.3.2 C语言和汇编相互调用

汇编代码既可以直接嵌入C语言中，也可以单独分离出来，下面的实例中把中断函数单独写为汇编语言，另外，为了方便说明汇编对C语言的调用，把逻辑循环左移函数重新自定义。在应用中，混合编程方式最麻烦就的相互代码和变量的调用，在MCS-51系列单片机中，存在一套规则，如表1。

2.4编译时需注意的问题

1）生成目标程序文件

使用Keil编译，可以生成16进制的后缀为.HEX的目标程序文件，这个文件可以直接写入单片机运行，但Keil默认是不生成. HEX文件的，需要进行设置，方法是在选中“Project Workspace”窗口中的“Target 1”，点鼠标右键，选择“Options for……”，在“Output”选项下进行设置。

2）编译混合方式的程序

首先，在Project窗口中的C文件上点鼠标右键，选择“Options for……”，使“Generate Assembler SRC File”和“Assemble SRC File”选项变成黑色(有效)状态；然后，根据选择的编译模式，把相应的库文件（如Small模式时，是KeilC51LibC51S.Lib）加入工程中,该文件必须作为工程的最后文件；最后进行编译，即可生成目标代码。

3结束语

以上代码均通过Keil的编译，并通过在线编程系统写入AT89S52单片机内部程序存储中，使用单片机最小系统能正常运行。三种编程方式在具体的应用中是很灵活的，需要根据其特点和使用者的经验来选择使用。对于初学者，熟练掌握前两种方式是非常必要的，而对于经验丰富的程序员，第三种方式不失为一种高效实用的方法。

参考文献

[1]邓兴成,姜宝钧.单片机原理与实践指导[M].北京:机械工业出版社,2009:1.

[2]赵亮,侯国锐.单片机C语言编程与实例[M].北京:人民邮电出版社,2003:1.

[3] Keil Elektronik GmbH. and Keil software. Cx51 Compiler, Users Guide 2001：118-132.

[4] Keil Elektronik GmbH. and Keil software. Macro Assembler and Utilities, Users Guide 2001：99-137.