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第14章 预处理及用户配置文件
• 预处理命令通常在程序编译时进行一些符号处 理,其并不执行具体的硬件操作。C51语言中的预 处理命令主要有宏定义指令、文件包指令和条 件编译指令,还有其他一些调试时使用的指令。 本章将详细介绍各种预处理命令以及C51的用户配 置文件,并结合一定的程序实例以加深理解。本 章包括:
宏定义指令
文件包指令
条件编译指令
C51编译器的控制指令
C51的用户配置文件
14.1 预处理命令概述
• C51语言中提供了各种预处理命令,类似于汇编程序中的伪指令。一般来说,在对源程序进行编译前,C51编译器需要 先对程序中的预处理命令进行处理,然后将预处理的结果与源程序一并进行编译,最后产生目标代码。通过这些预处 理命令,在很大程度上为C51提供功能和符号等方面的扩展,使用预处理命令也可以提高程序的可读性。
为了与源程序中的语句相区??,预处理命令前要加一个“#”。C51程序中的预处理命令包括以下几个:
#define //用于宏定义
#error //用于程序调
#include //用于文件包
#if //用于条件编译
#else //用于条件编译
#elif //用于条件编译
#endif //用于条件编译
#ifdef //用于宏定义
#ifndef //用于更改行号
#undef //用于传送控制指令
#line //用于条件编译
#pragma //用于多种条件编译选择
14.2 宏定义指令
• 宏定义指令是用一些标识符作为宏名来代替一些 符号或者常量的命令。宏定义指令可以带参数, 也可以不带参数。下面分??介绍用于宏定义的一 些预处理指令。
14.2.1 #define命令
• #define命令用于定义一个“宏名”。其中“宏名”是一个 标识符,在源程序中遇到该标识符时,均以定义的串的内 容替代该标识符。ANSI标准将标识符定义为“宏名”,这 个替换过程称为“宏替换”。#define命令用于定义宏名 时,可以带参数,也可以不带参数,下面分??介绍这两种 情况。
1.不带参数的宏定义
不带参数的宏定义,其一般形式如下:
#define 标识符 字符串
其中,#define是宏定义指令,标识符即宏名,字符串是被
替换的对象。典型的宏定义指令示例如下:
#define TURE 1
#define FALSE 0
#define PI 3.1415926
2.带参数的宏定义
带参数的宏定义指令,其一般形式如下:
#define 宏名(参数表) 字符串
14.2.2 #undef命令
#undef命令用于取消前面已定义过的宏名。一般形式为:
#undef 宏名
其中,宏名为前面用#define定义过的标识符。使用#undef的目的是将宏
名局限在仅需要的代码段中。示例如下:
• #include <stdio.h> //头文件
• #define COUNT 25 //宏定义
• void main() //主函数
•{
• printf("COUNT =%d\n", COUNT); //输出COUNT =10
• #undef COUNT //撤销宏定义
• //printf("COUNT =%d\n", COUNT); //此时再引用是错误的
•}
14.3 文件包??指令
• 文件包??指令#include通常在C51程序的开头,将 另外一文件的内容引入当前文件。其中被包??的 文件通常是头文件、宏定义等,利用文件包??指 令可以有助于更好地调试文件。其一般形式如下:
#include "头文件.h"
#include <头文件.h>
#include 宏定义标识符
14.4 条件编译指令
• 条件编译指令用于对程序源代码的各部分有选择 地进行编译。采用条件汇编,可以提高程序的适 用性,缩小目标代码的大小。
• 在默认情况下,源程序中的所有行都要进行编译。 但是有时需要某些语句行在条件满足的情况下, 才进行编译,此时便用到条件编译指令。目前商 业软件公司广泛应用条件编译来制作某个程序的 许多不同用户版本。
14.4.1 #if、#else、#endif命令
• #if、#else、#endif指令用于条件编译的一般形 式如下:
#if 常数表达式
语句段;
#else
语句段;
#endif
其中,#if、#else、#endif为条件编译指令,常数
表达式为判断的条件,语句段为条件编译部分。 执行过程为,如果常量表达式为真,则编译其后 面的语句段;如果常量表达式为假,则编译#else 后面的语句段;#endif命令是一个条件编译的结束。
14.4.2 #elif命令
• #elif命令用于进行多种编译选择。其意义与“else if” 相同,形成一个if-else-if阶梯状语句。此时条件编译的 一般形式如下:
#if 表达式0
语句段;
#elif 表达式1
语句段;
#elif 表达式2
语句段;
#elif 表达式3
语句段;
•...
• #elif 表达式n
• 语句段;
• #endif
14.4.3 #ifdef、#ifndef命令
• #ifdef与#ifndef命令用于判断宏名是否被定义, 并根据判断的情况进行条件编译。#ifdef命令的 一般形式是:
#ifdef 宏名
语句段;
#endif
其执行过程是,如果宏名在前面#define语句中已
定义过,则后面的语句段将被编译。#ifndef的一
般形式是:
#ifndef宏名
语句段;
#endif
14.5 其他编译指令
• 除了以上几种预处理指令外,在C51语言中还定义 了其他几种编译预处理指令,主要用于编译和调 试程序等。下面分??进行讲解。
14.5.1 #line命令
• #line命令用于改变_LINE_与_FILE_的内容。其中 _LINE_和_FILE_是在编译程序中预先定义的标识 符,分??表示行号和源文件。#line命令使用的一 般形式如下:
#line 数字["文件名"]
其中的数字为任意正整数,可选的文件名为任意
有效文件标识符。行号为源程序中当前行号,文 件名为源文件的名字。命令#line主要用于调试及 其他特殊应用。
14.5.2 #error
#error命令用于强迫编译程序停止编译,主要用于程序调试。其使用的一般形式如下:
#error “message”
其中,message为错误消息。这里举例讲解#error命令在程序设计中的应用,示例如下:
#include <stdio.h> //头文件
• #define SCORE 85//宏定义
•
• void main()
//主函数
•{
• #ifdef SCORE//条件编译
• printf("SCORE existed!\n");//如果宏SCORE存在,则执行该语句
#else
•#error "No SCORE!\n" //如果宏SCORE不存在,则执行该
#endif •
#ifndef GREED
#error "GREED is not defined!\n" //如果宏GREED存在,则执行该处
• printf("GREED is defined!\n"); //如果宏GREED不存在,则执行该语句
• #endif
•}
14.5.3 #pragma
• #pragma命令用于向编译程序传送各种C51编译器 的控制指令。根据#pragma指令后面的字符串,编 译系统将按照特定的方式来翻译C51的字符串和函 数。
• #pragma指令后面的字符串,可以大写,也可以小 写。示例如下:
#pragma sfr
#pragma access
#pragma asm
//在C51中使用SFR //使用绝对地址
//在C51中插入汇编语句
14.6 C51编译器的控制指令
• C51编译器的控制指令分为三类:源文件控制类、 目标文件控制类及列表控制类。这些指令可能需 要具体的编译器支持,因此这里仅进行简单的说 明,用户可以参考具体的编译器。对于Keil μVision3集成开发环境,可以在项目选项中进行 设置。下面分??介绍各类中常用的控制指令。
14.6.1 源文件控制类
• 比较常用的有如下两个,具体介绍可以参加相应 的编译器。
• NOEXTEND:C51源文件不允许使用ANSIC扩展功 能;
• DEFINE(DF):定义预处理(在C51命令行)。
14.6.2 目标文件(Object)控制类
• 比较常用的有如下几个,详细内容需要参加所使用的编译 器。
COMPACT LARGE SMALL:选编译模式;
DEBUG(DB):包??调试信息,以供仿真器或dSCope51使用;
NOAMAKE(NOAM):禁止AutoMake信息记录;
NOREGPARMS:禁止用寄存器传递参数;
OBJECTEXTEND(OE) Object:文件包??附加变量类型信息;
OPTIMIZE(OT):指定优化级??;
REGFILE(RF):指定一个寄存器使用的文件以供整体优化
用;
• REGISTERBANK(RB):指定一个供绝对寄存器访问的寄存器
区名;
• SRC:不生成目标文件只生成汇编源文件。
14.6.3 列表文件(Listing)控制类
• 比较常用的有如下几个,详细内容需要参加所使 用的编译器。
CODE(CD):向列表文件加入汇编列表;
LISTINCLUDE(LC):显示include文件;
SYMBOLS(SB):列表文件包括模块内所有符号的列
表;
• WARNINGLEVEL(WL):选择“警告”级??。
14.7 C51的用户配置文件
• C51的用户配置文件包括启动代码文件、变量初始 化文件、基本I/O函数文件、分组配置文件,这些 文件都是以源程序的形式存放在Keil\C51\LIB文 件夹中。用户根据需要适当修改配置文件以满足 不同的硬件环境需要。
• C51编译器在对用户创建的项目进行编译连接时, 会自动将上述代码添加到用户程序中去。需要修 改配置文件时,可以通过Keil μVision3的项目 窗口,将需要修改的配置文件添加到自己的文件 组中,并在编辑窗口进行修改,然后进行总体编 译连接,这样就可以将修改后的配置文件代码连 接到自己的程序代码中。
14.7.1 C51启动代码文件
• C51启动代码文件用于在主程序进入main()函数之前,完成 对8051单片机片内外RAM清零、开设常规堆栈以及再入函数 堆栈、设置堆栈指针等任务。Keil μVision3编译器针对 不同类型的8051单片机提供了多种启动代码配置文件,其 中最常用的启动代码文件是 STARTUP.A51,而其他的启动 代码都和其基本类似。
启动代码文件 STARTUP.A51的主要功能包括如下几个方面:
定义内部RAM大小、外部RAM大小、可重入堆栈位置。
清除内部、外部或者以此页为单元的外部存储器。
按存储模式初使化重入堆栈及堆栈指针。
初始化8051硬件堆栈指针。
向main()函数交权。
14.7.2 C51启动代码分析
• 前面介绍了C51的启动代码,下面详细介绍上面的 启动代码文件中常用的一些EQU语句的功能。
1.IDATALEN
2.XDATASTART、XDATALEN
3.PDATASTART、PDATALEN
4.IBPSTACK、IBPSTACKTOP
5.XBPSTACK、XBPSTACKTOP
6.PBPSTACK、PBPSTACKTOP
7.PPAGEENABLE、PPAGE
14.7.3 变量初始化文件
• 变量初始化文件用于对源程序中声明的变量进行 初始化赋值。在Keil μVision3编译环境中,主 要的变量初始化文件为INIT.A51,此外还提供了 INIT_TNY.A51文件用于不使用外部XDATA存储器的 实时系统。
• 当C51源程序中包??有初始值的外部变量和静态变 量时,连接定位器BL51将会自动将该目标代码加 入到C51源程序的前面,对已确定初始化的外部变 量和静态变量进行赋值。这是因为变量初始化文 件的目标代码已经驻留在Keil μVision3的编译 器的运行库内。
14.7.4 基本I/O函数文件
基本I/O函数文件有两个:PUTCHAR.C和GETKEY.C。
PUTCHAR.C用于将字符串从串行口输出。其采用XON/XOFF协
议进行控制,将换行字符“LF”(\n)被转换为“CR,LF” (\r\n)。在Keil μVision3编译器中,是printf、puts 等函数的字符输出核心函数。用户可以根据自己的需要来 修改该文件,用以实现特定的输出效果,例如LCD或LED显 示等。
• GETKEY.C用于字符的串口输入。其不进行数据转换。在 Keil μVision3编译器中,是C51编译器运行库中的 getchar、scanf等函数的字符输入核心函数。用户可以根 据自己的需要来修改该文件,用以实现特定的输入效果, 例如做矩阵键盘的输入等。
14.7.5 分组配置文件
• 分组配置文件用于对用户程序进行代码分组设计。在Keil μVision3编译器中提供了两个分组配置文件,分??介绍如 下:
• 由于传统的8051单片机只能将ROM扩展到最大4MB,而新一 代扩展型单片机可将其存储器范围扩展到最大16MB。为此 提供了L51_BANK.A51、XBANKING.A51等分组配置文件。
1.L51_BANK.A51文件
L51_BANK.A51文件用于传统8051单片机的分组代码设计。
其ROM最大只能扩展到4MB,在对有C51编译器生成的浮动代
码目标文件进行连接定位时,应采用BL51连接定位器。
2.XBANKING.A51文件
XBANKING.A51文件用于新一代80C51单片机的分组代码设计。
其支持far和far const储存器类型变量,扩展连接定位器 Lx51通过far和far const储存器类型来访问扩展HDATA和 HCONST存储器地址空间。
14.8 小结
• 本章详细介绍了C51语言所支持的各种预处理命 令,包括宏定义指令、文件包??指令、条件编译 指令和其他一些编译指令。然后还介绍了C51编译 器的一些控制指令,这需要和具体的编译器相联 系。最后还介绍了一下C51的用户配置文件。熟练 掌握本章,对以后的程序设计有很大帮助。
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