51单片机C语言与汇编语言混合编程浅析

摘　要：C51语言克服了汇编语言可读性、可移植性差的缺点，现已成为开发单片机应用程序的主要手段。但一些特殊的应用场合仍然需要用汇编语言编写程序，这就必然涉及到C51语言与汇编的相互调用，即混合编程的问题。本文介绍了C51语言与汇编语言混合编程的两种基本方式，以及在keil C51编译器中的具体处理方法。

关键词：混合编程；嵌入汇编；参数传递
　　C51是广泛应用于8051系列单片机编程的高级语言，具有C语言的开发效率高、可读性强、可移植好等诸多优点。keil C51编译器提供了大量功能丰富的库函数，能够对C51源程序编译生成高效的目标代码，从而提高了程序的开发与维护效率，因此采用C51语言开发8051系列单片机应用程序是开发人员的首选。
　　大多数情况下采用C51语言即可完成预期的任务，但是采用C51语言编程还是存在着效率不如汇编高、对底层硬件控制不如汇编方便、对代码执行速度有特殊要求（如精确延时）情况时无法实现等缺点。因而，编写高速、高效率、可移植性好的单片机应用程序，必须结合C51语言与汇编语言各自的优点，即C51语言与汇编语言混合编程。混合编程通常的做法是，程序的框架、复杂的数学运算、多任务管理等用C51语言编写，对于那些要求执行效率高、精确延时、直接控制底层硬件等部分则由汇编语言来完成。
　　编程实践证明，混合编程有机结合了C51的强可读性与汇编的高实时性，比单独使用C51语言编程效率要高。但在实际开发中，不少初学者对混合编程无法下手，下面就作者本人的经验，探讨混合编程的一些基本方法。
　　一、C51中嵌入汇编程序
　　在C51中嵌入汇编程序通常用在汇编代码量少、内部无复杂的跳转的情况下，可生成精简的代码、减少运行时间。在keil C51编译器中，C51中嵌入汇编程序是通过#pragma asm/endasm预处理语句来实现，其格式如下：
　　#pragma asm
　　 ；汇编程序
　　#pragma endasm
　　通过#pragma asm/endasm语句告知编译器，中间的语句行不用编译为汇编程序代码。在keil C51编译器中，需设置嵌入汇编代码的源文件中的“Options for ...” 选项，激活其中“Generate Assembler SRC File”和“Assemble SRC File”两个选项，然后根据选择的编译模式，把相应的库文件添加到工程中，编译即可生成目标代码。使用该方法可以在C51源代码的任何位置嵌入汇编代码，主要用于延时和中断处理。下例即是一个在C51程序中嵌入汇编代码的实例。
　　二、C51的参数传递规则与命名规则
　　C51程序中调用汇编程序是通过函数调用形式来实现的，汇编程序中各种段的命名、安排、参数传递和返回，必须严格遵守keil C51编译器的参数传递规则和命名规则，才能保证正确的调用。
　　（1）参数传递规则
　　参数传递的简单办法是使用寄存器，这样做能够产生高效的代码，其传递规则如表1所示。
表1 参数传递规则
参数类型char，一字节指针int，二字节指针long，float一般指针第1个参数R7R6，R7R4～R7R1，R2，R3第2个参数R5R4，R5R4～R7R1，R2，R3第3个参数R3R2，R3无R1，R2，R3　　
　　如果传递的参数较多，部分参数可在固定的存储区域内传送。传递参数所使用的存储器空间取决于选择的存储模式，这种参数传递方式代码效率不高、速度较慢，一般尽量不要使用。
　　C51程序调用汇编程序过程中若存在返回值，汇编语言通过寄存器传递参数给C51程序，其传递规则如表2所示。
表2 返回值传递规则
返回值类型使用寄存器说明bitC进位标志（unsigned）charR7　（unsigned）intR6，R7高位在R6，低位在R7（unsigned）longR4～R7高位在R4，低位在R7floatR4～R7高位在R4，低位在R7指针R1，R2，R3存储类型在R3，高位在R2，低位在R1　　（2）命名规则
　　为了使C51程序能够正确调用汇编程序，汇编程序必须遵循C51中函数名的转换规则，否则无法实现程序的调用，其规则如表3所示。
表3 函数名的转换规则
C51函数声明转换函数名说明void func（void）FUNC  无参数传递或不含寄存器参数的函数名不做改变地传入目标文件中，名字只是简单地转换为大写形式void func（char）_FUNC  带寄存器参数的函数在其名字前加上前缀“_”以示区别，表明这类函数包含寄存器内的参数传递void func（void） reentrant_?FUNC对于再入函数在其名字前加上前缀“_?”以示区别，表明这类函数包含堆栈内的参数传递　　三、C51中调用汇编程序
　　编写被C51调用的汇编程序，除了参数必须按照相应的规则外，程序的格式也有相应的规则，这些规则比较繁琐，实际处理中可查阅有关资料。以下给出一个简单的示例。
　　C51代码中的void delay(char)函数是在另一汇编文件中实现的。将C51源文件与汇编源文件一同添加到keil C51编译器的工程文件中，编译即可生成目标代码。
　　四、总结
　　C51语言与汇编语言混合编程可以实现两种语言的优势互补，即可提高程序的开发效率、增强程序的可读性，又能够方便、精确地控制硬件，具体应用中主要注意相应的使用方法及参数传递。适当的用好C51语言与汇编语言混合编程技术，可以简化设计过程，开发出性能较好的单片机应用程序。　　
　　参考文献：
　　[1]马忠梅，单片机的C语言应用程序设计，北京航空航天大学出版社，2007年
　　[2]杜树春，单片机C语言和汇编语言混合编程实例详解，北京航空航天大学出版社，2006年
　　[3]单片机原理及应用—基于Proteus和Keil C，电子工业出版社，2009年