原创 KeilC51总线外设操作问题的深入分析

阅读了《单片机与嵌入式系统应用》2005年第10期杂志《经验交流》栏目的一篇文章《Keil C5l对同一端口的连续读取方法》(原文)后，笔者认为该文并未就此问题进行深入准确的分析。文章中提到的两种解决方法并不直接和简单。笔者认为这并非是 Keil C51中不能处理对一个端口进行连续读写的问题，而是对Keil C51的使用不够熟悉和设计不够细致的问题，因此特撰写本文。

    本文中对原文提到的问题，提出了三种不同于原文的解决方法。每种方法都比原文中提到的方法更直接和简单，设计也更规范。(无意批评，请原文作者见谅)

1 问题回顾和分析
    原文中提到：在实际工作中遇到对同一端口反复连续读取，Keil C5l编译并未达到预期的结果。原文作者对C编译出来的汇编程序进行分析发现，对同一端口的第二次读取语句并未被编译。但可惜原文作者并未分析没有被编译的原因，而是匆忙地采用一些不太规范的方法试验出了两种解决办法。

    对此问题，翻阅Keil C51的手册很容易发现：KellC51的编译器有一个优化设置，不同的优化设置，会产生不同的编译结果。一般情况缺省编译优化设置被设定为8级优化，实际最高可设定为9级优化：
    ①Dead code elimination。
    ②Data overlaymg。
    ③Peephole optimization。
    ④Register variables。
    ⑤Common subexpression elimination。
    ⑥Loop rotation。
    ⑦Extended Index Access 0ptimizing。
    ⑧Reuse Common。Entry Code。
    ⑨Common Block Subroutines。

    而以上的问题，正是由于KeiI C5l编译优化产生的。因为在原文程序中将外设地址直接按如下定义：
    unsigned char xdata MAXl97_at_Ox8000；

    采用_at_将变量MAXl97定义到外部扩展RAM指定地址Ox8OOO。因此，Keil C51优化编译理所当然认为重复读第二次是没有用的，直接用第一次读取的结果就可以了，因此编译器跳过了第二条读取语句。至此，问题就一目了然了。

2  解决方法
    由以上分析很容易就能提出很好的解决办法。

2.1  最简单最直接的办法
    程序一点都不用修改，将Keil C5l的编译优化选择设置为0(不优化)就可以了。
    选择project窗口的Target，然后打开“Options forTarget”设置对话框，选择“C5l”选项卡，将“Code Optimiztaion”中的“Level”选择为“0：Costant folding”。再次编译后，大家会发现编译结果为：
    CLR MAXHBEN
    MOV DPTR，#M．AXl97
    MOVX A，@DPTR
    MOV R7．A
    MOV down8．R7
    SETB MAXHBEN
    MOV DPTR，#MAXl97
    MOVX A，@DPTR
    MOV R7．A
    MOV uD4．R7
    两次读取操作都被编译出来了。

2.2  最好的方法
    告诉Keil C51，这个地址不是一般的扩展RAM，而是连接的设备，具有“挥发”特性，每次读取都是有意义的。

    可以修改变量定义，增加“volatile”关键字说明其特征：
    unsigned char volatile xdata MAXl97_at_Ox8000；

    也可以在程序中包含系统头文件：“#incIude<ab—sacc．h>”，然后在程序中修改变量，定义为直接地址：
    #defme MAXl97 XBYTE[Ox8000]

    这样，。Keil C51的设置仍然可以保留高级优化，且编译结果中，同样两次读取并不会被优化跳过。

2.3  硬件解决方法
    原文中将MAXl97的数据直接连接到数据总线，而对地址总线并未使用，采用一根端口线选择操作高低字节。很简单的修改方法就是使用一根地址线选择操作高低字节即可。比如：将P2．0(A8)连接到原来P1．O连接的HBEN脚(MAXl97的5脚)，在程序中分别定义高低字节的操作地址：
    unsigned char volatile xdata MAXl97_L_aI_Ox8000;
    unsigned char volatile xdata MAXl97 H at 0．x8100；
    将原来的程序：
    MAXHBEN="O"； ／／读取低8位
    down8=MAXl97：
    MAXHBEN="1"； ／／读取高4位
    up4=MAXl97：
    改为以下两句即可：
    down8=MAXl97_L； ／／读取低8位
    up4=MAXl97_H； ／／读取高4位

3  小结
    Keil C51经过长期考验和改进以及大量开发人员的实际使用，已经克服了绝大多数的问题，并且其编译效率也非常高。对于一般的使用，很难再发现什么问题。笔者曾经粗略研究过一下Keil C51优化编译的结果，非常佩服Keil C51设计者的智慧，一些C程序编译产生的汇编代码，甚至比一般程序员直接用汇编编写的代码还要优秀和简练。通过研读KeilC51编译产生的汇编代码，对提高汇编语言编写程序的水平都是很有帮助的。

    由本文中的问题可以看出：在设计中遇到问题时，一定不要被表面现象蒙蔽，不要急于解决。应该认真分析，找出问题的原因，这样才能从根本上彻底解决问题。上不会出现不必要的干扰，防止了数据不一致的发生。