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【摘 要】利用匯編模塊對C51模塊進行“無參數”式調用，從根本上避開了傳統匯編模塊和C51模塊之間調用時的繁瑣接口編程問題，本文以實例驗證了該方法的優越性和有效性。
?? 關鍵詞：ASM51 C51 無參數化調用
1 引 言
隨著計算機應用技術的發展，MCS－51系列單片機在我國工業測控領域中的應用日益廣泛。因而，如何快速有效地進行MCS－51系列單片機的開發便成了大家頗為關心的話題。ASM51匯編語言雖然簡潔高效，但晦澀難懂，不易編寫，它還要求開發人員對硬件亦有相當的了解。相比而言，專為MCS－51系列單片機設計的Franklin C51語言是一種通用的高級結構化的程序設計語言，入門容易，程序可讀性強，調試、移植都很方便，開發效率高，尤其在數值運算處理等方面具有很大的優勢（而這正是匯編語言的薄弱環節）。因而，在效率為重的今天，將ASM51匯編語言與Franklin C51語言兩者結合起來進行混合編程，充分發揮各自的優勢，無疑是單片機開發人員的最佳選擇。
筆者曾開發過一系統，要求用單片機根據實時采樣輸入的轉速實現機車速度的測量，并可隨鍵盤輸入的車輪直徑變化實時調整車速，最后將車速和輪徑值都顯示出來。設計任務很簡單，編程中的最大難度就在于車速的計算程序。由于輪徑值要求精確到毫米（最大值超過了1000），車速的計算結果要保留到小數點后一位。因此必然要進行浮點數運算，另外還涉及到數據的各種進制間的換算。雖然算法簡單，但實際運用時，用匯編語言實現起來經常考慮不周，調試起來費時費力。那如何利用C51語言來幫助簡化編程呢？
2 ASM51匯編語言與C51語言的混合編程
一般的混合編程都是利用C51上手容易、便于理解的優點來編寫主程序，同時在C51語言不便處理或者效率比較低時調用匯編函數。MCS－51單片機（尤其是8031）內部的資源配置情況如下：可用的RAM不到256字節，5個固定地址的有限中斷，4個8位并口中往往實際可作I／O口的只有P1口。鑒于此，要求開發者對單片機內部的結構有清楚的了解,并盡可能地統籌安排這些資源。另外，事實證明不理解匯編語言是很難寫出高效程序的。故筆者傾向利用匯編語言在I／O接口、中斷向量及程序空間分配上一目了然的巨大優勢 ，讓程序員對MCS－51內的每一個字節甚至是每一位Bite（可以位尋址的空間）進行全面統籌安排，設計好各個程序模塊，包括I／O口地址的處理和中斷向量的地址等（而這些簡短程序用ASM51匯編語言來寫并不困難）；同時在具體的數據處理、通信等不太需要過多與硬件直接打交道的程序模塊中（這也正是匯編語言的薄弱環節），充分利用C51語言強大高效的編程能力。
?? 針對前面提出的問題，可先用ASM51匯編語言設計好各個模塊，包括“循環顯示車速和輪徑值”的主程序模塊、響應“采樣轉速值”和“鍵盤輸入”兩個中斷的模塊，如例1所示（具體實現過程略）。
例1：
?? EXTRN CODE（CALL1）；聲明外部C51函 數CALL1（）
?? ORG 0000H?
?? LJMPMAIN
?? ORG 0003H
?? AJMPKEYINPUT；鍵盤輸入中斷
?? ORG 000BH
?? AJMPSETTIME；采樣時間到，采樣轉速值中斷
?? ORG 0100H
KEYINPUT：．．．．．．；鍵盤輸入中斷．．．．．．；將鍵盤輸入信號保存在70h－73h的地址空間中
?? RETI
?? ORG 0600H
?? SETTIME：．．．．．．；采樣時間到，采樣轉速值中斷．．．．．；將轉速值放置在地址為3Ah的空間中
；緊接著調用外部C51函數CALL1（）進行車速的計算
?? LCALLCALL1RETI
?? ORG 2000H；主程序模塊MAIN：．．．．．．；首先進行初始化操作．．．．．．
；直接從地址空間70h－77h中讀取顯示數據，循環顯示車速和輪徑值
?? END
這些小模塊用匯編語言實現起來不僅容易，而且程序員可以清楚地了解到各個模塊的出入口及其相應的功能，實現對程序空間的充分配置。
??? 另外用C51語言來實現復雜的車速計算模塊CALL1（），結果以前用匯編語言編寫的近四百行代碼，一下子被壓縮到二三十行(真正的計算代碼僅九行，參見例2中的代碼)！不僅簡短易懂，而且幾乎就不需要調試了！最后的一個關鍵是如何讓匯編模塊正確識別C51函數CALL1（）并調用它來完成相應的功能。
3 ASM51“無參數化”調用C51函數的實現原理
為了實現函數調用時參數的正確傳送，一般都要在ASM51匯編語言與C51語言之間制定一系列約定，而各種編譯器使用的約定不盡相同，甚至還依賴于程序所選擇的大、中、小存儲模式。通常每個需傳遞的參數按調用順序和類型分別由約定的寄存器來傳遞；參數過多或者無足夠寄存器可用時，參數的傳遞將在一定的存儲器區域內進行，相同類型的參數共享一個參數傳遞段，按參數調用順序遞增其存放地址，返回值也由約定的寄存器或地址段返回。由此可以想見，接口如何復雜，程序調用的效率也將受到影響。盡管目前的單片機仿真器已經普遍提供了這種標準接口約定的幾乎全自動轉換，減少了接口工作量，但在程序的調試及移植中，如果程序員不了解這些接口的各種約定，將對出現的錯誤不知所措。比如在前面要實現的車速計算模塊CALL1（）中，為便于其顯示模塊中操作簡便，要求該模塊能直接按小數、個、十、百位返回車速，由于返回值有多個（另有兩個參數），故編譯器自己無法正確完成接口配置。而且由于這種接口編程與純C51語言或者純匯編語言有一定差別，難免造成初學者對此望而生畏（限于篇幅，這種帶參數調用函數的繁瑣實現請讀者參考其它資料 。）。經過筆者的嘗試，這里向大家推薦一種簡捷有效的調用方法——“無參數化”調用。
所謂的“無參數化”調用實現是指讓C51子函數不帶任何形參，這樣就可以從根本上避開調用參數的傳遞和返回值的安排等繁瑣易出錯的問題，而只需要簡單地在匯編語言開頭說明一下外部C51子函數（“EXTRN code（＜C51模塊名稱＞）”）。至于C51函數中需要使用的外部參數值及其返回值，則通過加入C51提供的＜absacc．h＞頭文件來解決。
??? 其中CBYTE定義為尋址CODE程序區；DBYTE定義為尋址DATA數據區；PBYTE定義為尋址相對于MOVX＠R0＂指令的分頁數據XDATA區；XBYTE定義為尋址相對于MOVX＠DPTR ＂指令的外部數據XDATA區。它們的類型決定了所訪問的絕對地址空間的位置。
引進該頭文件后，程序員就可以對8051系列單片機的存儲器進行絕對地址的訪問 ，把對參數值和返回值的操作轉化為對存儲器絕對地址的操作，像純匯編操作一樣，也就不用定義C51函數與匯編接口的參數和返回值配置，從而提高了調用效率。具體做法是：先在C51函數中定義好傳遞參數和返回值所需要的各個絕對地址（視程序員自己的空間配置而定，如例2中＃define處所示，括號“〔〕”中即為8051的RAM絕對地址），在別的匯編模塊中將C51函數中將要使用的參數值放入這些絕對地址中，在被調用的C51模塊中將輸出的計算值（可以不止一個）也同樣放入類似的絕對地址中。于是，當C51函數中需要使用某個參數傳遞的值時，就直接從相應的絕對地址中讀取該值；當別的匯編模塊中需要使用C51函數的返回值時，也同樣直接對存放返回值的絕對地址進行讀操作即可。筆者用該法輕松實現了對具有多個返回值的計算模塊CALL 1（）的調用。
4 ASM51“無參數化”調用C51函數的實現示例
? 例2是計算模塊CALL1（）及相應絕對地址定義的代碼實現。
例2：
?? ＃pragma code small
?? ＃include＜absacc．h＞
?? ＃include＜math．h＞
＃define PI3．1415926；以下定義幾個需要的絕對地址
＃define NCIRCLE DBYTE〔0x3A〕；定義放置轉速的絕對地址
＃define DIRECT1 DBYTE〔0x70〕；定義放置輪徑千位的絕對地址
＃define DIRECT2 DBYTE〔0x71〕；定義放置輪徑百位的絕對地址
＃define DIRECT3 DBYTE〔0x72〕；定義放置輪徑十位的絕對地址
＃define DIRECT4 DBYTE〔0x73〕；定義放置輪徑個位的絕對地址
＃define VELOCITY1 DBYTE〔0x74〕；定義返回車速的百位絕對地址
＃define VELOCITY2 DBYTE〔0x75〕；定義返回車速的十位絕對地址
＃define VELOCITY3 DBYTE〔0x76〕；定義返回車速的個位絕對地址
＃define VELOCITY4 DBYTE〔0x77〕；定義返回車速的小數位絕對地址
?? 在例2中主程序前用9個define語句預定義了絕對地址空間70H－77H和3AH。其中3AH的空間中存放“采樣轉速值輸入”中斷模塊輸入的轉速；70H－73H的地址空間中存放“鍵盤輸入中斷”中斷模塊中鍵盤輸入的輪徑值；而地址為74H－77H的空間中則存放“計算”模塊中的車速計算返回值。盡管需要傳遞和返回的參數比較多，但通過這些絕對地址的定義，完全解決了原來復雜的匯編與C51之間的調用接口配置。“計算”模塊中需要使用轉速和輪徑值時，將自動從相應絕對地址3AH和70H－73H中取值 ；在“循環顯示車速和輪徑值”的主程序模塊中則直接讀取絕對地址空間70H－77H的各個數據進行循環顯示。當然，程序員可以根據自己的空間配置另外定義這些絕對地址 。
以上程序代碼已在“Dais－52．196P”仿真器上調試通過并正確運行。
由上面的簡單程序已經可以看出這種“無參數化”調用方法的優越性和有效性：從程序代碼看，無論是編寫C51子程序還是匯編主程序，都與編寫純C51函數或者純匯編主程序的格式完全一樣，簡化了C51與匯編函數之間的接口編程，提高了程序調用的效率；同時充分利用了匯編與高級C51語言各自的優點，開發、調試快速方便，通用性強，尤其適合于初學者。對于復雜程序，同樣可以利用“無參數化”方法來幫助實現。這對于加快單片機應用程序的開發效率和普及是很有意義的。
5 結束語
? “無參數化”調用實質上相當于在C51函數中定義了幾個全局變量（絕對地址），依靠他們直接完成參數值的傳遞和返回值的調用，相當于一種程序員自定義的傳遞方式，而拋棄了傳統C語言與匯編語言之間的接口約定。只要程序員安排得當，還可以進一步人工實現C51中的“動態覆蓋重用”，提高RAM區的利用效率。由上也可看出：“無參數化”調用方法要在AS M匯編調用C51函數時才能充分發 揮其巨大優勢；如果全部采用C51編程，就違背了利用匯編語言優勢的初衷。當然，如果開發人員已經對C51與匯編函數之間的參數傳遞接口很熟悉，那么也完全可以按接口約定或者由編譯器自動完成參數的傳遞。
?? 關鍵詞：ASM51 C51 無參數化調用
1 引 言
隨著計算機應用技術的發展，MCS－51系列單片機在我國工業測控領域中的應用日益廣泛。因而，如何快速有效地進行MCS－51系列單片機的開發便成了大家頗為關心的話題。ASM51匯編語言雖然簡潔高效，但晦澀難懂，不易編寫，它還要求開發人員對硬件亦有相當的了解。相比而言，專為MCS－51系列單片機設計的Franklin C51語言是一種通用的高級結構化的程序設計語言，入門容易，程序可讀性強，調試、移植都很方便，開發效率高，尤其在數值運算處理等方面具有很大的優勢（而這正是匯編語言的薄弱環節）。因而，在效率為重的今天，將ASM51匯編語言與Franklin C51語言兩者結合起來進行混合編程，充分發揮各自的優勢，無疑是單片機開發人員的最佳選擇。
筆者曾開發過一系統，要求用單片機根據實時采樣輸入的轉速實現機車速度的測量，并可隨鍵盤輸入的車輪直徑變化實時調整車速，最后將車速和輪徑值都顯示出來。設計任務很簡單，編程中的最大難度就在于車速的計算程序。由于輪徑值要求精確到毫米（最大值超過了1000），車速的計算結果要保留到小數點后一位。因此必然要進行浮點數運算，另外還涉及到數據的各種進制間的換算。雖然算法簡單，但實際運用時，用匯編語言實現起來經常考慮不周，調試起來費時費力。那如何利用C51語言來幫助簡化編程呢？
2 ASM51匯編語言與C51語言的混合編程
一般的混合編程都是利用C51上手容易、便于理解的優點來編寫主程序，同時在C51語言不便處理或者效率比較低時調用匯編函數。MCS－51單片機（尤其是8031）內部的資源配置情況如下：可用的RAM不到256字節，5個固定地址的有限中斷，4個8位并口中往往實際可作I／O口的只有P1口。鑒于此，要求開發者對單片機內部的結構有清楚的了解,并盡可能地統籌安排這些資源。另外，事實證明不理解匯編語言是很難寫出高效程序的。故筆者傾向利用匯編語言在I／O接口、中斷向量及程序空間分配上一目了然的巨大優勢 ，讓程序員對MCS－51內的每一個字節甚至是每一位Bite（可以位尋址的空間）進行全面統籌安排，設計好各個程序模塊，包括I／O口地址的處理和中斷向量的地址等（而這些簡短程序用ASM51匯編語言來寫并不困難）；同時在具體的數據處理、通信等不太需要過多與硬件直接打交道的程序模塊中（這也正是匯編語言的薄弱環節），充分利用C51語言強大高效的編程能力。
?? 針對前面提出的問題，可先用ASM51匯編語言設計好各個模塊，包括“循環顯示車速和輪徑值”的主程序模塊、響應“采樣轉速值”和“鍵盤輸入”兩個中斷的模塊，如例1所示（具體實現過程略）。
例1：
?? EXTRN CODE（CALL1）；聲明外部C51函 數CALL1（）
?? ORG 0000H?
?? LJMPMAIN
?? ORG 0003H
?? AJMPKEYINPUT；鍵盤輸入中斷
?? ORG 000BH
?? AJMPSETTIME；采樣時間到，采樣轉速值中斷
?? ORG 0100H
KEYINPUT：．．．．．．；鍵盤輸入中斷．．．．．．；將鍵盤輸入信號保存在70h－73h的地址空間中
?? RETI
?? ORG 0600H
?? SETTIME：．．．．．．；采樣時間到，采樣轉速值中斷．．．．．；將轉速值放置在地址為3Ah的空間中
；緊接著調用外部C51函數CALL1（）進行車速的計算
?? LCALLCALL1RETI
?? ORG 2000H；主程序模塊MAIN：．．．．．．；首先進行初始化操作．．．．．．
；直接從地址空間70h－77h中讀取顯示數據，循環顯示車速和輪徑值
?? END
這些小模塊用匯編語言實現起來不僅容易，而且程序員可以清楚地了解到各個模塊的出入口及其相應的功能，實現對程序空間的充分配置。
??? 另外用C51語言來實現復雜的車速計算模塊CALL1（），結果以前用匯編語言編寫的近四百行代碼，一下子被壓縮到二三十行(真正的計算代碼僅九行，參見例2中的代碼)！不僅簡短易懂，而且幾乎就不需要調試了！最后的一個關鍵是如何讓匯編模塊正確識別C51函數CALL1（）并調用它來完成相應的功能。
3 ASM51“無參數化”調用C51函數的實現原理
為了實現函數調用時參數的正確傳送，一般都要在ASM51匯編語言與C51語言之間制定一系列約定，而各種編譯器使用的約定不盡相同，甚至還依賴于程序所選擇的大、中、小存儲模式。通常每個需傳遞的參數按調用順序和類型分別由約定的寄存器來傳遞；參數過多或者無足夠寄存器可用時，參數的傳遞將在一定的存儲器區域內進行，相同類型的參數共享一個參數傳遞段，按參數調用順序遞增其存放地址，返回值也由約定的寄存器或地址段返回。由此可以想見，接口如何復雜，程序調用的效率也將受到影響。盡管目前的單片機仿真器已經普遍提供了這種標準接口約定的幾乎全自動轉換，減少了接口工作量，但在程序的調試及移植中，如果程序員不了解這些接口的各種約定，將對出現的錯誤不知所措。比如在前面要實現的車速計算模塊CALL1（）中，為便于其顯示模塊中操作簡便，要求該模塊能直接按小數、個、十、百位返回車速，由于返回值有多個（另有兩個參數），故編譯器自己無法正確完成接口配置。而且由于這種接口編程與純C51語言或者純匯編語言有一定差別，難免造成初學者對此望而生畏（限于篇幅，這種帶參數調用函數的繁瑣實現請讀者參考其它資料 。）。經過筆者的嘗試，這里向大家推薦一種簡捷有效的調用方法——“無參數化”調用。
所謂的“無參數化”調用實現是指讓C51子函數不帶任何形參，這樣就可以從根本上避開調用參數的傳遞和返回值的安排等繁瑣易出錯的問題，而只需要簡單地在匯編語言開頭說明一下外部C51子函數（“EXTRN code（＜C51模塊名稱＞）”）。至于C51函數中需要使用的外部參數值及其返回值，則通過加入C51提供的＜absacc．h＞頭文件來解決。
??? 其中CBYTE定義為尋址CODE程序區；DBYTE定義為尋址DATA數據區；PBYTE定義為尋址相對于MOVX＠R0＂指令的分頁數據XDATA區；XBYTE定義為尋址相對于MOVX＠DPTR ＂指令的外部數據XDATA區。它們的類型決定了所訪問的絕對地址空間的位置。
引進該頭文件后，程序員就可以對8051系列單片機的存儲器進行絕對地址的訪問 ，把對參數值和返回值的操作轉化為對存儲器絕對地址的操作，像純匯編操作一樣，也就不用定義C51函數與匯編接口的參數和返回值配置，從而提高了調用效率。具體做法是：先在C51函數中定義好傳遞參數和返回值所需要的各個絕對地址（視程序員自己的空間配置而定，如例2中＃define處所示，括號“〔〕”中即為8051的RAM絕對地址），在別的匯編模塊中將C51函數中將要使用的參數值放入這些絕對地址中，在被調用的C51模塊中將輸出的計算值（可以不止一個）也同樣放入類似的絕對地址中。于是，當C51函數中需要使用某個參數傳遞的值時，就直接從相應的絕對地址中讀取該值；當別的匯編模塊中需要使用C51函數的返回值時，也同樣直接對存放返回值的絕對地址進行讀操作即可。筆者用該法輕松實現了對具有多個返回值的計算模塊CALL 1（）的調用。
4 ASM51“無參數化”調用C51函數的實現示例
? 例2是計算模塊CALL1（）及相應絕對地址定義的代碼實現。
例2：
?? ＃pragma code small
?? ＃include＜absacc．h＞
?? ＃include＜math．h＞
＃define PI3．1415926；以下定義幾個需要的絕對地址
＃define NCIRCLE DBYTE〔0x3A〕；定義放置轉速的絕對地址
＃define DIRECT1 DBYTE〔0x70〕；定義放置輪徑千位的絕對地址
＃define DIRECT2 DBYTE〔0x71〕；定義放置輪徑百位的絕對地址
＃define DIRECT3 DBYTE〔0x72〕；定義放置輪徑十位的絕對地址
＃define DIRECT4 DBYTE〔0x73〕；定義放置輪徑個位的絕對地址
＃define VELOCITY1 DBYTE〔0x74〕；定義返回車速的百位絕對地址
＃define VELOCITY2 DBYTE〔0x75〕；定義返回車速的十位絕對地址
＃define VELOCITY3 DBYTE〔0x76〕；定義返回車速的個位絕對地址
＃define VELOCITY4 DBYTE〔0x77〕；定義返回車速的小數位絕對地址
?? 在例2中主程序前用9個define語句預定義了絕對地址空間70H－77H和3AH。其中3AH的空間中存放“采樣轉速值輸入”中斷模塊輸入的轉速；70H－73H的地址空間中存放“鍵盤輸入中斷”中斷模塊中鍵盤輸入的輪徑值；而地址為74H－77H的空間中則存放“計算”模塊中的車速計算返回值。盡管需要傳遞和返回的參數比較多，但通過這些絕對地址的定義，完全解決了原來復雜的匯編與C51之間的調用接口配置。“計算”模塊中需要使用轉速和輪徑值時，將自動從相應絕對地址3AH和70H－73H中取值 ；在“循環顯示車速和輪徑值”的主程序模塊中則直接讀取絕對地址空間70H－77H的各個數據進行循環顯示。當然，程序員可以根據自己的空間配置另外定義這些絕對地址 。
以上程序代碼已在“Dais－52．196P”仿真器上調試通過并正確運行。
由上面的簡單程序已經可以看出這種“無參數化”調用方法的優越性和有效性：從程序代碼看，無論是編寫C51子程序還是匯編主程序，都與編寫純C51函數或者純匯編主程序的格式完全一樣，簡化了C51與匯編函數之間的接口編程，提高了程序調用的效率；同時充分利用了匯編與高級C51語言各自的優點，開發、調試快速方便，通用性強，尤其適合于初學者。對于復雜程序，同樣可以利用“無參數化”方法來幫助實現。這對于加快單片機應用程序的開發效率和普及是很有意義的。
5 結束語
? “無參數化”調用實質上相當于在C51函數中定義了幾個全局變量（絕對地址），依靠他們直接完成參數值的傳遞和返回值的調用，相當于一種程序員自定義的傳遞方式，而拋棄了傳統C語言與匯編語言之間的接口約定。只要程序員安排得當，還可以進一步人工實現C51中的“動態覆蓋重用”，提高RAM區的利用效率。由上也可看出：“無參數化”調用方法要在AS M匯編調用C51函數時才能充分發 揮其巨大優勢；如果全部采用C51編程，就違背了利用匯編語言優勢的初衷。當然，如果開發人員已經對C51與匯編函數之間的參數傳遞接口很熟悉，那么也完全可以按接口約定或者由編譯器自動完成參數的傳遞。
參 考 文 獻
1 徐愛鈞，彭秀華編著．單片機高級語言C51應用程序設計．北京：電子工業出版社，1998 ．6
工商網監
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