c编译器应用篇，利用SDCC c编译器开发微控制器

对于c编译器，很多朋友均有所了解。往期文章中，小编为大家带来过诸多c编译器文章。在这篇c编译器相关文章中，小编将介绍如何基于SDCC c编译器开发微控制器。如果你对c编译器的应用同样存在兴趣，不妨继续往下阅读哦。

简介

SDCC (小型设备C编译器)是为8位微控制器开发的免费C编译器。尽管兼容多种不同体系结构，但SDCC C编译器更适合8051内核。本应用笔记主要介绍采用SDCC来开发Maxim/Dallas Semiconductor的DS89C430/450系列超高速8051兼容微控制器固件。

SDCC是命令行固件开发工具，含预处理器、编译器、汇编器、链接器和优化器。安装文件中还捆绑了SDCDB、类似于gdb (GNU调试器)的源码级调试器。无错的程序采用SDCC编译、链接后，生成一个Intel十六进制格式的加载模块。之后可采用串行加载器将该文件加载至DS89C430/450微控制器闪存。(参见DS89C430/450文档和应用笔记，了解固件下载至器件的详细信息。)

关于SDCC的最新信息，请访问http://sdcc.sourceforge.net，或者阅读SDCC手册sdccman.pdf (在安装过程中复制到您的硬盘上)。也可以将问题提交给SDCC在线消息论坛，或发邮件至SDCC网页“Support”列出的邮件地址。

安装SDCC免费C编译器

如果需要安装SDCC，请从官网下载SDCC最新版本。虽然也可使用该软件的日常构建(nightly builds)版，但通常最安全的方式是下载经过完全测试的最新发布版。

在“Download”页为不同的操作系统提供不同的SDCC。如果您使用运行Microsoft Windows的PC，请下载并运行win32自解压SDCC安装文件。

安装程序时会出现一个提示，询问是否将含有程序二进制文件的目录添加到您的路径中。建议同意添加，本应用笔记假设用户路径中已添加该目录。

采用SDCC编译器编译一个简单的C程序

为确保SDCC已在您的硬盘上正确安装，请在命令提示符下键入sdcc --version，然后回车，窗口中应出现图1所示文本(实际文本与您下载的SDCC版本有关)：

图1. 通过版本检查确认SDCC是否正确安装

为测试包含路径，生成名为sdcctest.c的文件，并将以下源代码复制到该文件中。

以普通ASCII格式(如使用Microsoft记事本程序)保存该文件。在命令提示符下，键入sdcc sdcctest.c，然后回车。如像图2那样没有任何反应，则说明程序编译成功。

图2. 编译简单的SDCC程序

当源代码编译成功时，SDCC会生成多个文件。在编译目录中可找到以下文件：

sdcctest.asm：程序的汇编文件

sdcctest.lst：程序的列表文件

sdcctest.rst：被链接器更新的列表文件

sdcctest.map：被链接器更新的最终存储器映射

sdcctest.ihx：Intel十六进制格式的加载模块。该文件必须被下载到微控制器中。

同时还生成其它文件(多数用于源码级调试器)。请阅读SDCC文档了解更详细的信息。

SDCC专有数据类型

SDCC支持多数ANSI-C数据类型。此外，SDCC支持多种扩展数据类型(也称为存储类型)，以充分利用8051体系结构的优势，这将在后面以实例说明。

与一些商用8051微控制器开发工具不同，SDCC仅支持声明位和字节可寻址特殊功能寄存器。尽管8051汇编语言支持，但SDCC并不支持共享位和字节可寻址RAM。为证实这一点，请观察以下代码实例和编译完的汇编代码。

C源程序：

尽管在声明中“a”看起来是位寻址存储器，但汇编列表文件(来自由SDCC生成的.rst文件)表明变量并没有使用位寻址。在列表中不要混淆“a”和“_a”。“a”指累加器，而“_a”指变量。

注意，本应用笔记在“绝对寻址”一节介绍了一种可真正实现存储器位寻址的方法。

near/data

以near或data存储类型声明的变量将被放在8051内核的直接寻址RAM中。DS89C430/450系列微控制器具有128字节直接寻址存储器，这是8051能够访问的速度最快的存储器，生成的汇编代码只需一个MOV指令即可读写该RAM中的数据。

far/xdata

以far或xdata存储类型声明的变量将被放在外部RAM中。这样开发人员能够访问更大的RAM空间，但生成的汇编代码需要使用MOVX指令来读写该存储器，这要求将外部存储器地址装入数据指针。

DS89C430/450系列微控制器含有1K字节的内部SRAM，可被用于以far/xdata声明的变量。注意，电源管理寄存器(PMR)中的DME1:0位在该存储器初始化或使用之前，必须先被置为内部SRAM模式。

idata

以idata存储类型声明的变量将被放在8051内核的间接寻址存储器中。间接可寻址存储器与直接寻址存储器类似，在8051内核中共有128字节(不包括特殊功能寄存器)。但是，访问idata需要额外的MOV命令将RAM地址移至工作寄存器中。

pdata

存储类型pdata用于访问分页的外部数据存储器。该存储类型超出了本应用笔记范畴，有兴趣的读者可以阅读SDCC文档的pdata部分。

code

以code存储类型声明的变量将被放在程序存储器(DS89C430/450微控制器内部的闪存)中。对于SDCC来说，这类变量只读，因此常使用code来声明常量(如：查找表)。

bit

以bit存储类型声明的变量被放在8051内核的位寻址存储器中。8051内核的16字节直接寻址RAM可用作位寻址存储器(字节0x20至0x2F)，提供128个可寻址位。使用该类变量作为标志位可高效利用存储空间。

sfr

存储类型sfr被用来定义8051内核专有的特殊功能寄存器(SFR)。附录A定义文件中使用sfr标识符定义了DS89C430/450微控制器中的所有SFR。

注意，下面的实例已定义了SFR，因此没有必要包含定义文件sdcc_reg420.h。

sbit

存储类型sbit用于定义可位寻址SFR中的特殊位。在8051内核中，地址以0或者8 (十六进制)结束的所有SFR均可位寻址。附录A定义文件中使用sbit标识符定义了DS89C430/450微控制器SFR的所有可寻址位。

绝对寻址

SDCC支持采用at标识符的绝对寻址。但是，SDCC不跟踪声明的绝对寻址变量，而且可能在其地址声明其它变量，造成相互覆盖。

以下程序显示了有趣的潜在错误。

使用SDCC时，尽管变量"y"和"z"分配同一个位置，也可进行无错误或警告的编译。如果要运行该程序，我们认为程序(a = c[5])中"a"最终将被设置为0xAA。但情况并非如此。"a"最终被分配的值为0xF2。

绝对寻址可用于仿真位寻址变量。在下面的例子中，在位寻址存储器的最后一个字节处定义变量n_byte。然后，在8051内核位寻址存储器的最后8位定义n_bit0至n_bit7。由于这种重叠，可采用变量n_bit0至n_bit7对变量n_byte进行位寻址。

存储器模式

SDCC支持两种存储器模式：小模式和大模式。使用存储器小模式时，SDCC在内部RAM中声明所有不带存储类型的变量(如，data、idata、xdata、pdata、bit、code)。使用存储器大模式时，SDCC在外部RAM中声明所有不带存储类型的变量。

采用SDCC编译时，默认为小模式。如果要强制SDCC使用特定的存储器模式，可使用以下命令行参数：

sdcc --model-small sdcctest.c

或者

sdcc --model-large sdcctest.c

不要链接使用不同存储器模式编译的模块或目标文件。

SDCC的中断

定义中断服务程序(ISR)时，应使用以下格式：

其中interrupt_idenTIfier可以是任意有效的SDCC函数名，interrupt_number代表中断在中断向量表中的位置。表1列出了DS89C430/450系列微控制器支持的每个中断的中断号。可选参数bank_number用于指示SDCC采用哪个寄存器区存储ISR中的局部变量。

表1. DS89C430/450中断服务程序的中断号

SDCC处理与ISR编程相关的许多细节，如使用堆栈保存和恢复累加器及数据指针。(实际上所有函数均进行此操作。请参考SDCC手册中的_naked关键字来禁止在堆栈中保存这些变量)。其它细节不由SDCC处理(因为合理的原因)，这对嵌入式编程开发新手带来一定难度。许多这类问题属于高级编程范畴，已超出本文讨论的范围，SDCC手册和嵌入式编程教材可提供更深入的内容。

使用中断时，应遵循以下原则。

可在ISR内部写、并可在ISR外部访问的每个全局变量必须被声明为volatile，以确保优化器不会删除与该变量相关的指令。

以非原子(non-atomic)方式使用数据时(如，访问16位/32位变量)应禁止中断。当对变量的访问为原子方式时，处理器无法中断(带有ISR)对存储器的数据存取。

避免在ISR内部调用函数。如果必须这样做，需要将函数声明为reentrant (参见SDCC手册)，这样函数中的所有局部变量被分配在堆栈中，而不是在RAM中。

注意，如果被SDCC使用的含ISR的源文件不含main()函数，那么含main()函数的源文件应包含每个ISR的函数原型。

下面的例子定义了一个处理串行通信接口1 (SCI_1)的中断服务程序(ISR)。程序接收来自SCI_1接收器的一个字节，将接收字节加1，通过SCI_1发射器连续发送出去。

内嵌汇编

SDCC完全支持内嵌汇编。使用该功能时，汇编代码应嵌在_asm和_endasm标识符之间。注意，通过在变量名前加下划线，内嵌汇编代码也可以访问C变量。以下实例采用内嵌汇编执行nop指令(用于在微控制器内部占用一个时钟周期)，然后将变量"a"加1。

SDCC还可用于C和汇编函数接口，这是较深入的问题。

以上便是此次小编带来的“c编译器”相关内容，希望大家对本文讲解的内容具备一定的认知。如果你喜欢本文，不妨持续关注我们网站哦，小编将于后期带来更多精彩内容。最后，十分感谢大家的阅读，have a nice day!