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两种方式实现C语言访问MCU寄存器

2018-11-09
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单片机的特殊功能寄存器SFR,是SRAM地址已经确定的SRAM单元,在C语言环境下对其访问归纳起来有两种方法。


1、采用标准C的强制类型转换和指针来实现


采用标准C的强制转换和指针的概念来实现访问MCU的寄存器,例如:

#define DDRB (*(volatile unsigned char *)0x25)


分析如下:


这样读/写以0x25为地址的SRAM单元,直接书写DDRB即可,即DDRB为变量,只不过变量的地址固定为0x25。例如:


DDRB = 0xff;


这样比直接采用指针变量的方法直观和方便的多,例如:


unsigned char *p, i;

p = 0x25;

i = *p; //把地址为0x25单元中的数据读出送入i变量

*p = 0; //向地址为0x25的单元中写入0


总结一下,就是(*(volatile unsigned char *)0x25)可以看作是一个普通变量,这个变量哟固定的地址,指向0x25。而0x25只是个常量,不是指针,更不是变量。


2、对C编译器进行语法扩充


对C编译器进行语法扩充。例如MCS51系列KeilC中扩充sfr关键字,举例如下:


sfr P0 = 0x80;


这样操作0x80单元直接写P0即可。


下面对AVR的歌C编译器对访问MCU寄存器的方法进行简介。


A:采用标准C的强制类型转换和指针来实现访问MCU的寄存器,每一个C编译器都支持,原因很简单,这是标准C。


B:ICCAVR和GCCAVR没有定义新的数据类型,只能采用标准C的强制类型转换和指针来实现访问MCU的寄存器。而IAR和CodeVisionAVR编译器对ANSI C进行了扩充,都定义了新的数据类型,是C语言可以直接访问MCU的有关寄存器,例如,IAR中:


SFR_B(DDRB, 0x28)

CodeVisionAVR中:

sfrb DDRB = 0x28


这样,PORTB=0xff;等同于(*(volatile unsigned char *)0x05) = 0xff;而0x25正好是寄存器PORTB在器件ATmega48/88/168中的地址。


GCCAVR每个AVR器件在头文件不采用直接定义特殊功能寄存器宏,例如在iomx8.h文件中一个定义如下:


#define PORTB _SFR_IO8(0x25)


而在sfr_defs.h中可以找到如下两个宏定义:


#define _SFR_IO8(io_addr) _MMIO_BYTE((io_addr)+0x20)

#define _MMIO_BYTE(mem_addr) (*(volatile unit8_t *)(mem_addr))


实质上与直接的强制类型转换和指针定义是一样的。


另外,GCCAVR中宏_BV(bit)是操作I/O寄存器是频繁用到的,avr-libc建议使用这一宏进行寄存器的位操作,他在文件sfr_defs.h中定义如下:


#define _BV(bit) 


以下是他的使用示例:

DDRB = _BV(PB0) | _BV(PB1); //器件头文件中已经定义PB0代表0,PB1代表1


他等同于“DDRB=0x03;”,这样写的目的是为了提供程序的可读性。不要担心它会生成比“DDRB=0x03;”更大的代码,编译器会处理这种事情,最终会输出与“DDRB=0x03;”同样的结果。

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