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1 C8051F12X在Keil C51中的多bank分区转移机制
C:t!^h$m"II44606 Keil C51的连接定位器支持分组连接，允许生成代码长度大于64 KB的8051目标程序_1_。一般的8051系统只提供16根地址线，需要附加地址线来实现代码分组切换，而编译器产生bank切换代码时受到配置文件L51_BANK．A51的支持，所以用户必须根据自己的硬件结构来修改这个配置文件。
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C8051F12X系列不用考虑硬件部分，也不存在地址线的扩展问题，因为128 KB的4个bank区全部都在CPU内部，所以作为常规跨bank的跳转和调用，不需要处理1．5l_BANK．A51配置文件。但在特殊情况下就必须考虑该问题，否则程序将无法工作。下面以C8051F120为例先讨论代码的透明分组切换过程。
0EDW!Gm44606
J(Hmh'Q44606 C805IFl20在Keil C51的项目配置中被划分为4个bank，每个32 KB。公共bank地址从0~0x7fff，其余bank从0x8000h~0xffff。在对应的配置文件L51_BANK．A51中，涉及到特殊功能寄存器PSBANK(SFR地址：0B1H)、SWITCHn宏、B_BANKn、?B_SWITCHn分组信息保存和切换代码，以及?B_CURENTBANK变量。电子园51单片机学习网 RFN&MF,Ay5p%e q
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PSBANK为C8051F120内的特殊功能寄存器，128KB Flash的分bank访问就是通过它来实现的。要想转移到新的bank中去，必须赋予PSBANK正确的值，然后再转向bank区内地址即可。
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SWITCHn宏共有4个，分别是SwITCH0、SWlTCH1、SWITCH2和SWITCH3，对应切换到4个bank中。其中SWITCH0对应的语句为：电子园51单片机学习网*[1B C#MPX0JF.t!}o.q
MOV PSBANK．#00h ；把00h用1Ih、22h和33h替换，
；就是其他三个宏
J.w_\'g @p i q44606
6q-e#`/k'c0Z!e44606 它将插入到?B_SWITCHn代码中，用来切换新的bank和恢复到原来的bank。电子园51单片机学习网+L+wf)d vl,g y
ZJ8qa4XE"}v44606 所有4组?B_BANKn和?B_SWlTCHn代码也都是用宏实现的，对应4个bank处理。它们汇集在?BANK?SWITCH代码段中，整个bank切换及恢复机制非常巧妙，可以实现任意bank之间函数的相互调用及嵌套。下面以bank3区中的main函数调用bankl区的Delay_noOS()延时函数为例说明该机制。
~;Y w}0L44606void main(void){电子园51单片机学习网)pI V"yvj?L
MCUInit()； ／／初始化CPU
!D^a8A*_#P1_44606Delay_n00s(10); ／／延时lO ms
Zl4i"c~ g44606Lcmlnition();电子园51单片机学习网3`,Cg9_4^Q!X]3a
:
N6pHP8nd+]?44606:电子园51单片机学习网P'U;S ^7Yi-i
bank3中被调用的函数Delay_noOS(10)对应的汇编语句为：
T%ScI0H;d&iaH _44606LCALL C：5049电子园51单片机学习网|f;zBV6L7xu
公共段(即Common段，对应bank0)中C:5049处的
*]K5E \#@B2H44606
!s8zo Ar;S8z44606汇编语句如下：
xn"caz44606MOV dptr，#Delay_noOS
,~A;P1R#Q44606AJMP B_BANKl电子园51单片机学习网%BWK HH|x
+^2n]JG*|44606 这里的B_BANKl就是宏?B_BANK&N中N为1的例程。现在进入问题的核心：全部的跨bank区程序切换及恢复过程依靠公共段中?BANK?SWITCH代码段里的以下汇编代码实现，对应的N为0、1、2和3。?BANK?SWlTCH SEGMENT CODE PAGE
u/Dzg'x)B6S8Xmp44606;电子园51单片机学习网"gCOA}{4F;U
?B_BANK&N：电子园51单片机学习网{d]N|
PUSH ?B_CURRENTBANK (1)
Q5J ik p44606MOV A，#HIGH?BANK?SWITCH (2)
fG8_e&^.jd44606PUSH ACC (3)电子园51单片机学习网+eEk`#?_$I
PUSH DPL (4)
UP`;I Z i a44606PUSH DPH (5)电子园51单片机学习网(R{SO[8@:Q}q
?B_SWITCH&N:
6^ C}H(oY K8N*Y;u44606MOV ?B_CURRENTBANK，#LOW? B_SWITCH&N电子园51单片机学习网(?#Vsq;wb
(6)
!S$rY5i:h44606SWlTCH&N (7)电子园51单片机学习网NE c.c [xG
RET (8)
T!~7x1l/L9H"s`-a)X44606：电子园51单片机学习网.}&v ufPb/a*z9A
Delay_noOS(10)函数的返回地址，即函数LcmIni-tion()的入口地址(也在bank3中)，其高低位字节表示为ADDH和ADDL。程序进入main()后的?B_CURRENTBANK变量初值是?B_SWITCH3的低8位，其意义稍后叙述。AJMP B_BANKl后程序执行?B_BANKl和?B_SWITCHl的(1)～(8)，执行到(5)时的堆栈结构如图1所示。电子园51单片机学习网7o2wQh$ui6g
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2P`7aEUo.Jn {44606 继续执行?B_SWITCHl到(7)时，PSBANK变为指向bankl，?B_CURRENTBANK变为?B_SWITCHl的低8位。执行(8)后，从堆栈结构可以看出，堆栈弹出①作为新的PC值，程序进入Delay_noOS(10)函数，延时功能完成后，函数最后一条RET指令开始返回。这是Keil C51处理bank机制的关键，此时的返回地址为堆栈中的②，此地址即?B_SWITCH&H代码的入口，这里对应main()函数所在的bank3分组，也就是?B_SWITCH3的人口。电子园51单片机学习网J:@ G*ta"u*eZ+U
~I+Vxy#ko[Rf44606 因为所有?B_SWITCH&N的高8位地址，即?BANK?SWITCH代码段的高8位都一样，由语句(2)中的操作符HIGH?BANK?SWITCH确定；低8位保存在已经压栈的?B_CURRENTBANK变量中，此时堆栈中的?B_CURRENTBANK压栈值是?B_SWITCH3的低8位，这样②的地址就是?B_SWITCH3。电子园51单片机学习网;e ?#I L-v9S@ q
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程序继续执行?B_SWITCH3，在执行?B_SWITCH3的(6)语句之前，?B_CURRENTBANK还是前面执行?B_SWITCHl时的值，即?B_SWITCHl的低8位。执行语句(6)后，?B_CURRENTBANK恢复为?B_SWITCH3的低8位，为返回main函数做准备。然后PSBANK置为33h，即指向bank3，接着执行RET语句，堆栈③成为RET的返回地址，程序回到了main()中Delay_noOS(10)的下一条语句继续执行，?B_CURRENTBANK也已恢复。
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这个调用过程中，用了6个堆栈字节，3条RET指令，关键内容就是?B_CURRENTBANK变量，它保存了可以恢复调用前bank环境代码的地址低位。从被调用函数返回 到这个地址后，就能恢复调用前的bank环境，即赋予PSBANK正确的值。
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A6T2iB2m44606 不采用直接保存PSBANK值然后再恢复，而是用压栈的方式保存了相关地址(语句(1)～(3))，是为了实现跨bank区的嵌套调用。例如，在Delay_noOS(10)函数中，如果再次跨bank去调用新函数，会再次重复上述过程，堆栈从②往上再长6个字节。Delay_noOS(10)函数之前执行?B_SWITCHI产生的?B_CURRENTBANK值(?B_SWITCHI的低8位)也会进栈，为调用完新函数后返回到bankl继续执行Delay_noOS(10)提供保证。
+B |^t;J,~3v;C4gw446062 无操作系统bank分区间的强制跳转
B,X`I)? iW44606 通过上面的分析得知，如果要处理跨bank区的跳转、调用和返回，关键是能正确处理好PSBANK中的内容。当程序没有操作系统用于任务切换，而又需要强制退出某一函数进入到另一函数的某一地址时，比如说在中断发生后，结束原来的工作转入到另一工作去，就需要处理好PSBANK。
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如果不考虑bank，可以在转入新地址之前执行一段代码，保存该地址处的环境变量[2]，包括堆栈指针sP和需要的入口地址。然后在中断返回之前，恢复此环境变量，执行中断返回指令进入该新地址。这个思路和C51库函数setjump和longjump比较相近，但比它们灵活，因为环境变量可以自己处理。
2{|C)P7Nfe$v44606
v)t$d9GhFVb44606 考虑bank后的情况稍微复杂些，环境变量中需增加bank的处理信息，那么只处理PSBANK行不行呢?电子园51单片机学习网2|+]$z(KlM D1W
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如果仅保存和恢复PSBANK，则很简单，在保存环境变量的程序中加入：
mFfm(uR;U44606JMPEnv[envl][3]=PSBANK；
3U6}` cFV2v44606电子园51单片机学习网 z F"Ci8l#{?Rm
在恢复环境变量的程序中加入：
%n\e8w1ji%N;L44606PSBANK=JMPEnv[envl][3];电子园51单片机学习网Pb8[dP*H
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这里环境变量是二维数组JMPEnv，envl代表一个环境变量，即一个返回点。第二维是变量中的参数个数。因此可以保存多个环境变量以供使用。电子园51单片机学习网 G!V]} C?5Gx0w
rwe l[0[,u44606 初看起来这样处理是没有问题的，可实际上不行。因为进入返回点后，虽然PSBANK正确了，但是?B_CUR-RENTBANK可能已经被修改，不能和返回点程序的bank区匹配，如果再次出现跨bank调用的话将不能正确返回。电子园51单片机学习网.Ip.p }\~]9] ~/~
3{)@"z)i*~-l[l44606 处理方法是有点技巧的，因为C语言不支持汇编变量?B_CURRENTBANK的写法，所以在L51_bank．A51中要加上声明：
5`J{2{Z.l44606PUBLIC BLCURRENTBANK电子园51单片机学习网Z'z2[Cf$gO c
和伪指令：电子园51单片机学习网)xj OOnM5~
B_CURRENTBANK EQU ?B_CURRENTBANK电子园51单片机学习网C9R qEi8r@
这样就可以在C程序中使用B_CURRENTBANK
? ].O6C,? z$M44606了，先声明B_CURRENTBANK：
^/yy `/n1Xwm/x%S44606extern Uchar data B_CURRENTBANK；电子园51单片机学习网!fy hoA
然后在保存环境变量程序中加入：电子园51单片机学习网~ q+FT#a'f gr.R
JMPEnv[envl][3]=PSBANK;电子园51单片机学习网$`7X;K%x'i%LM(^5T
JMPEnv[envl][4]=B_CURRENTBANK；
h8j!iq1jD44606恢复环境变量程序中加入：电子园51单片机学习网(IGu/Pe _E6o
PSBANK=JMPEnv[envl][3];电子园51单片机学习网3^A!][&q d)F
B_CURRENTBANK=JMPEnv[envl][4]；电子园51单片机学习网X{9LQ%XD}EAe2DL
这样恢复环境变量进入到新程序后，也将恢复该程序对应的正确?B_cuRRENTBANK值，问题得到解决。
电子园51单片机学习网4{,R+G7c9?#W0c7b
3 no／0S-ll移植中的bank分区处理
6QN5l:R$B&]!D/^(_@44606 μC／OS-II的51版本已经很成熟，但是所有移植版本均未处理bank问题，需要增加该内容，否则不能在包括C8051F12X系列及其他多bank程序中使用。
$y {*e5k/`y44606
v u@^C F44606 如前所述，Keil C51提供对跨bank调用的透明切换支持，但在使用操作系统时，这种透明切换机制还需要提供对任务切换的支持。因为任务的切换，程序可能需要到别的代码分组中去运行，而此时PSBANK和?B_CUR-RENTBANK还停留在原来代码分组中的状态，将导致程序崩溃。显然，无论由于什么情况导致的任务切换完成之前，都需要保存和恢复PSBANK和?B_CURRENT-BANK的值。解决的办法是在每次任务切换前将PS-BANK和?B_CURRENTBANK压入用户任务栈。
0QTUL-G%J!@44606电子园51单片机学习网h$v1H Q&^j},r
按照μC／OS-II的要求，在任务创建时，任务栈必须初始化成像运行中的任务刚刚发生过中断一样嘲。?B_CURRENTBANK的初始值取决于该任务所在分组对应的切换代码段的低8位地址。所以，任务堆栈的初始化函数OSTaskStkInit需要加入一个参数INT8U bank，指明该任务位于哪个代码分组中。又由于任务堆栈的初始化函数是被任务创建函数OSTaskCreate调用的，所以该函数一样需要加入参数INT8U bank。
1|0n7zL(pd!g44606在压栈，出栈宏中需要加入：
Y5jzm[Da4?%?44606PUSH PSBANK电子园51单片机学习网:SC+]&kH`i;c*T
PUSH?B_CURRENTBANK电子园51单片机学习网d;Z*M/K4` ]"e
：电子园51单片机学习网 h;w6k/_ fPm ?R
POP ?B_CURRENTBANK电子园51单片机学习网 ]D {c'l%OM
POP PSBANK电子园51单片机学习网5EkW8P?(K[ oG0_
在任务堆栈的初始化函数OSTaskStkInit中需要加入：电子园51单片机学习网1Y9{_$oy
*stk++=17; ／／堆栈长度增加2个到17
Pk.^yo&G3[6w44606；电子园51单片机学习网d)l U7f a MG]_w
if(bank==0x22：){ ／／bank2
j C|2}\44606*stk++=bank;
X,If;Vk\ pJ mC&S44606*stk++=CurrentBank2();电子园51单片机学习网+a9}6G)@!`KN
else if(bank==0x33){ ／／bank3电子园51单片机学习网7JC#sV9n
*stk++=bank;电子园51单片机学习网 D%tO:LYq `
*stk++=CurrentBank3();
N ytuLD/D44606}
B*nc$DL9I7F+T44606else{ ／／bankl和common
P.D.b}2s)dzM44606*stk++=0xll; ／／PSBANK
7Wafm'h9X9fF44606*stk++=CurrentBankl()；
T M7?3JG44606)
7vk\ qF d44606电子园51单片机学习网?zJe }e4Q)k:SOLs;K
其中，bank0用任何的PSBANK值均没有问题，所以简化了PSBANK取值0x00的情况。
Pg"l h@44606电子园51单片机学习网J`^`4BU ^
函数INT8U CurrentBankl(void)，INT8U Current-Bank2(void)和INT8U CurrentBank3(void)是用汇编语言实现的，返回值通过R7传递，目的是获得该任务所在分组对应切换代码段(?SWITCHn)的低8位地址。不用C语言编写的原因同样是?B_SWITCH&N不被C支持。电子园51单片机学习网0P;u1sH1b.MSJ E sdf
CurrentBankl(void)代码如下，其他两个类同。
1HsB I8d9@F&n44606RSEG?PR?CurrentBankl?Os_CPU_A
.}%`iX,X44606CurrentBankl：
fw)v!m4x!_44606MOV DPTR，#?B_SWITCHl电子园51单片机学习网 b.?1HL9vK.]C
MOV R7．DPL
PI#U@E]#j7Q~44606RET电子园51单片机学习网V `,s {,K)K;nT
&PD8vT+o'O44606结 语
a7d-A-Q!M2o-@44606 本文介绍了Keil C51实现大于64 KB程序的bank分组代码切换机制的原理，提出了没有操作系统情况下非正常转移时bank的处理方法以及μc／os—II操作系统在多bank分区程序移植中应采取的措施，在开发实例中均得到了很好的应用。
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