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如何实现C语言访问MCU寄存器?

如何实现C语言访问MCU寄存器?

作者: 风雨无阻59 | 来源:发表于2017-11-19 21:08 被阅读0次

    姓名:殷晨阳

    本文转载自:电子发烧友论坛,有改动。

    【嵌牛导读】:单片机的特殊功能寄存器SFR,是SRAM地址已经确定的SRAM单元,如何在C语言环境下对其访问?本文归纳出了两种方法,对C语言来访问MCU寄存器来进行访问。

    【嵌牛鼻子】:MCU寄存器,指针,C编译器

    【嵌牛提问】:

    使用C语言来访问MCU寄存器有什么工程意义?

    还有其他的哪些方式能够实现C语言访问MCU寄存器的要求?

    【嵌牛正文】:

    一、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,这个变量有固定的地址,指向0x25。而0x25只是个常量,不是指针,更不是变量。

    [if !supportLists]二、[endif]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的各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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