阅读了《单片机与嵌入式系统应用》2005年第10期杂志《经验交流》栏目的一篇文章《Keil C51对同一端口的连续读取方法》(原文)后,笔者认为该文并未就此问题进行深入准确的分析,文章中提到的两种解决方法并不直接和简单。笔者认为这并非是Keil C51中不能处理对一个端口进行连续读写的问题,而是对Kei1 C51的使用不够熟悉和设计不够细致的问题,因此特撰写本文。
  本文中对原文提到的问题,提出了三种不同于原文的解决方法。每种方法都比原文中提到的方法更直接和简单,设计也更规范。(无意批评,请原文作者见谅)

1 问题回顾和分析
  原文中提到:在实际工作中遇到对同一端口反复连续读取,Keil C51编译并未达到预期的结果。原文作者对C编译出来的汇编程序进行分析发现,对同一端口的第二次读取语句并未被编译。但可惜原文作者并未分析没有被编译的原因,而是匆忙地采用一些不太规范的方法试验出了两种解决办法。
  对此问题,翻阅Keil C51的手册很容易发现:KeilC51的编译器有一个优化设置,不同的优化设置,会产生不同的编译结果。一般情况缺省编译优化设置被设定为8级优化,实际最高可设定为9级优化:
  1.Dead code elimination。
  2.Data overlaying。
  3.Peephole optimization。
  4.Register variables。
  5.Common subexpression elimination。
  6.Loop rotation。
  7.Extended Index Access Optimizing。
  8.Reuse Common Entry Code。
  9.Common Block Subroutines。
  而以上的问题,正是由于Keil C51编译优化产生的。因为在原文程序中将外设地址直接按如下定义:

  unsigned char xdata MAX197 _at_ 0x8000

  采用 _at_ 将变量 MAX197 定义到外部扩展RAM 指定地址0x8000。因此,Keil C51优化编译理所当然认为重复读第二次是没有用的,直接用第一次读取的结果就可以了,因此编译器跳过了第二条读取语句。至此,问题就一目了然了。

2 解决方法
  由以上分析很容易就能提出很好的解决办法。
2.1 最简单最直接的办法
  程序一点都不用修改,将Keil C51的编译优化选择设置为0(不优化)就可以了。选择project窗口的Target,然后打开“Options for Target”设置对话框,选择“C51”选项卡,将“Code Optimiztaion”中的“Level”选择为“0:Costant folding”。再次编译后,大家会发现编译结果为:

CLR  MAXHBEN
MOV  DPTR,#MAX197
MOVX  A,@DPTR
MOV  R7,A
MOV  down8,R7
SETB  MAXHBEN
MOV  DPTR,#MAX197
MOVX  A,@DPTR
MOV  R7,A
MOV  up4,R7

  两次读取操作都被编译出来了。

2.2 最好的方法
  告诉Keil C51,这个地址不是一般的扩展RAM,而是连接的设备,具有“挥发”特性,每次读取都是有意义的。可以修改变量定义,增加“volatile”关键字说明其特征:

    unsigned char volatile xdata MAX197 _at_ 0x8000;

  也可以在程序中包含系统头文件“#include<absacc.h>”,然后在程序中修改变量,定义为直接地址:

#define MAX197 XBYTE

  这样,Keil C51的设置仍然可以保留高级优化,且编译结果中,同样两次读取并不会被优化跳过。

2.3 硬件解决方法
  原文中将MAX197的数据直接连接到数据总线,而对地址总线并未使用,采用一根端口线选择操作高低字节。很简单的修改方法就是使用一根地址线选择操作高低字节即可。比如:将P2.0(A8)连接到原来P1.0连接的HBEN脚(MAX197的5脚)。在程序中分别定义高低字节的操作地址:

unsigned char volatile xdata MAX197_L _at_ 0x8000;
unsigned char volatile xdata MAX197_H _at_ 0x8100;

将原来的程序:

MAXHBEN =;
down8=MAX197; //读取低8位
MAXHBEN =;
up4=MAX197;  //读取高4位

改为以下两句即可

down8= MAX197_L;  //读取低8位
up4=MAX197_H;    //读取高4位

3 小结
  Keil C51经过长期考验和改进以及大量开发人员的实际使用,已经克服了绝大多数的问题,并且其编译效率也非常高。对于一般的使用,很难再发现什么问题。笔者曾经粗略研究过一下Keil C51优化编洋的结果。非常佩服Keil C51设计者的智慧,一些C程序编译产生的汇编代码,甚至比一般程序员直接用汇编编写的代码还要优秀和简练。通过研读Kell C51编译产生的汇编代码,对提高汇编语言编写程序的水平都是很有帮助的。
  由本文中的问题可以看出:在设计中遇到问题时,一定不要被表面现象蒙蔽,不要急于解决,应该认真分析,找出问题的原因,这样才能从根本上彻底解决问题。

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