单片机的特殊功能寄存器sfr,是sram地址已经确定的sram单元,在c语言环境下对其访问归纳起来有两种方法。
1、采用标准c的强制类型转换和指针来实现
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:
a:(unsigned char *)0x25中的0x25只是个值,前面加(unsigned char *)表示0x25是个地址,而且这个地址所存储的数据的数据类型是unsigned char,意思就是说读/写这个地址时,要写进unsigned char的值,读出也是unsigned char的值。
(*(volatile unsigned char *)0x25)是一个固定的指针,是不可变的,而不是指针变量。再在前面加*,即*(volatile unsigned char *)0x25则变成了变量(普通的unsigned char变量,不是指针变量),如果是#define i (*(volatile unsigned char *)0x25),则与unsigned char i是一样的,只不过前面i的地址是固定的。
b:关键字volatile确保本指令不会以为c编译器的优化而被省略,且要求每次直接读值。例如使用while(*(unsigned char *)0x25)时,有时系统可能不能真正去读0x25的值,而是用第一次读出的值,如果这样,这个循环可能就是个死循环。用了volatile则要求每次都去读0x25的实际值。
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,这个变量哟固定的地址,指向0x25。而0x25只是个常量,不是指针,更不是变量
2、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的歌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) (1<<(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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