MCU中的C51 - 技术栈

C51

文章目录

C51
- [1、C51 各个存储区说明](#1、C51 各个存储区说明)
- 2、C51的数据类型占用空间
- - [1. 基本类型](#1. 基本类型)
  - [2. C51扩充数据类型](#2. C51扩充数据类型)
  - - [2. C51特有数据类型](#2. C51特有数据类型)
    - - [2.1 特殊寄存器](#2.1 特殊寄存器)
- 3、C51的浮点运算
- - 3.1、直接计算，使用math.h
  - 3.1、是用IQ转换计算
- 4、hex转BIN文件
- [5、keil C51是C89/C90编译器，不支持C99，不支持inline](#5、keil C51是C89/C90编译器，不支持C99，不支持inline)
- - [⚠️ 部分支持 / 行为差异的特性](#⚠️ 部分支持 / 行为差异的特性)

1、C51 各个存储区说明

data: 固定指前面0x00-0x7f的128个RAM,可以用acc直接读写的,速度最快,生成的代码也最小。

idata: 固定指前面0x00-0xff的256个RAM,其中前128和data的128完全相同,只是因为访问的方式不同。idata是用类似C中的指针方式访问的。汇编中的语句为：mox ACC,@Rx.(不重要的补充：c中idata做指针式的访问效果很好)

xdata: 外部扩展RAM,一般指外部0x0000-0xffff空间,用DPTR访问。

pdata: 外部扩展RAM的低256个字节,地址出现在A0-A7的上时读写,用movx ACC,@Rx读写。这个比较特殊,而且C51好象有对此BUG, 建议少用。但也有他的优点,具体用法属于中级问题,这里不提。

bit: 表示定义一位即只占用一个bit。其所在区域为图下中的位寻址区

各个区域定义的变量如下图所示，从图可以看出idata和SFR空间以及片内内存和片外内存地址是重叠的，C51是通过指令来区分的。

单片机C语言unsigned char code table\[\] code 是什么作用？

code的作用将变量定义到ROM，因此变更不可更改

程序可以简单的分为code（程序）区，和data （数据）区，code区在运行的时候是不可以更改的，data区放全局变量和临时变量，是要不断的改变的，cpu从code区读取指令，对data区的数据进行运算处理

bdata如何使用它呢？

若程序需要8个或者更多的bit变量，如果你想一次性给8个变量赋值的话就不方便了，（举个例子说说它的方便之处，想更深入的了解请在应用中自己琢磨）又不可以定义bit数组，只有一个方法

char bdata MODE;

sbit MODE_7 = MODE^7;

sbit MODE_6 = MODE^6;

sbit MODE_5 = MODE^5;

sbit MODE_4 = MODE^4;

sbit MODE_3 = MODE^3;

sbit MODE_2 = MODE^2;

sbit MODE_1 = MODE^1;

sbit MODE_0 = MODE^0;

8个bit变量MODE_n 就定义好了，这是定义语句，Keilc51 的特殊数据类型。记住一定要是sbit不能 bit MODE_0 = MODE^0;赋值语句要是这么写C语言就视为异或运算

//-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ERROR L105: PUBLIC REFERS TO IGNORED SEGMENT

经常出现这个错误要注意看一下内存是不是超了

指针类型和存储区的关系详解

一、存储类型与存储区关系

data ---> 　可寻址片内ram

bdata ---> 可位寻址的片内ram

idata ---> 　可寻址片内ram，允许访问全部内部ram

pdata ---> 分页寻址片外ram (MOVX @R0) (256 BYTE/页)

xdata ---> 可寻址片外ram (64k 地址范围FFFFH)

code ---> 程序存储区 (64k 地址范围),对应MOVC @DPTR

二、指针类型和存储区的关系

对变量进行声明时可以指定变量的存储类型如:

uchar data x和data uchar x相等价都是在内ram区分配一个字节的变量。

同样对于指针变量的声明，因涉及到指针变量本身的存储位置和指针所指向的存储区位置不同而进行相应的存储区类型关键字的

使用如：

uchar xdata * data pstr

是指在内ram区分配一个指针变量(""号后的data关键字的作用)，而且这个指针本身指向xdata区(" "前xdata关键字的作用)，

可能初学C51时有点不好懂也不好记。没关系，我们马上就可以看到对应"*"前后不同的关键字的使用在编译时出现什么情况。

...

uchar xdata tmp $10$ ; //在外ram区开辟10个字节的内存空间，地址是外ram的0x0000－0x0009

...

复制代码

 第1种情况:  
 uchar data * data pstr;  
 pstr=tmp;  
 首先要提醒大家这样的代码是有bug的, 他不能通过这种方式正确的访问到tmp空间。 为什么？我们把编译后看到下面的汇编

代码：

MOV 0x08,#tmp(0x00) ;0x08是指针pstr的存储地址

看到了吗！本来访问外ram需要2 byte来寻址64k空间，但因为使用data关键字(在""号前的那个)，所以按KeilC编译环境来说
就把他编译成指向内ram的指针变量了，这也是初学C51的朋友们不理解各个存储类型的关键字定义而造成的bug。特别是当工程中的
默认的存储区类为large时，又把tmp $10$ 声明为uchar tmp $10$ 时，这样的bug是很隐秘的不容易被发现。
第2种情况:
uchar xdata * data pstr;
pstr = tmp;
这种情况是没问题的，这样的使用方法是指在内ram分配一个指针变量(" "号后的data关键字的作用)，而且这个指针本身指向

xdata区(""前xdata关键字的作用)。编译后的汇编代码如下。
MOV 0x08,#tmp(0x00) ;0x08和0x09是在内ram区分配的pstr指针变量地址空间
MOV 0x09,#tmp(0x00)
这种情况应该是在这里所有介绍各种情况中效率最高的访问外ram的方法了，请大家记住他。
第3种情况:
uchar xdata * xdata pstr;
pstr="tmp";
这中情况也是对的，但效率不如第2种情况。编译后的汇编代码如下。
MOV DPTR, #0x000A ;0x000A,0x000B是在外ram区分配的pstr指针变量地址空间
MOV A, #tmp(0x00)
MOV @DPTR, A
INC DPTR
MOV A, #tmp(0x00)
MOVX @DPTR, A
这种方式一般用在内ram资源相对紧张而且对效率要求不高的项目中。
第4种情况:
uchar data * xdata pstr;
pstr="tmp";
如果详细看了第1种情况的读者发现这种写法和第1种很相似，是的，同第1 种情况一样这样也是有bug的，但是这次是把pstr分
配到了外ram区了。编译后的汇编代码如下。
MOV DPTR, #0x000A ;0x000A是在外ram区分配的pstr指针变量的地址空间
MOV A, #tmp(0x00)
MOVX @DPTR, A
第5种情况:
uchar * data pstr;
pstr="tmp";
大家注意到" "前的关键字声明没有了，是的这样会发生什么事呢？下面这么写呢！对了用齐豫的一首老歌名来说就是 "请跟我

来"，请跟我来看看编译后的汇编代码，有人问这不是在讲C51吗？为什么还要给我们看汇编代码。C51要想用好就要尽可能提升C51

编译后的效率，看看编译后的汇编会帮助大家尽快成为生产高效C51代码的高手的。还是看代码吧！

MOV 0x08, #0X01 ;0x08－0x0A是在内ram区分配的pstr指针变量的地址空间

MOV 0x09, #tmp(0x00)

MOV 0x0A, #tmp(0x00)

注意：这是新介绍给大家的，大家会疑问为什么在前面的几种情况的pstr指针变量都用2 byte空间而到这里就用3 byte空间了

呢？这是KeilC的一个系统内部处理，在KeilC中一个指针变量最多占用 3 byte空间，对于没有声明指针指向存储空间类型的指针，

系统编译代码时都强制加载一个字节的指针类型分辩值。具体的对应关系可以参考KeilC的help中C51 User's Guide。

第6种情况:

uchar * pstr;

pstr="tmp";

复制代码

 这是最直接最简单的指针变量声明，但他的效率也最低。还是那句话，大家一起说好吗！编译后的汇编代码如下。 
 MOV DPTR, #0x000A         ;0x000A－0x000C是在外ram区分配的pstr指针变量地址空间 
 MOV A, #0x01  
 MOV @DPTR, A  
 INC DPTR  
 MOV DPTR, #0x000A  
 MOV A, #tmp(0x00)  
 MOV @DPTR, A  
 INC DPTR  
 MOV A, #tmp(0x00)  
 MOVX @DPTR, A  
 这种情况很类似第5种和第3种情况的组合，既把pstr分配在外ram空间了又增加了指针类型的分辨值。

2、C51的数据类型占用空间

1. 基本类型

数值类型：整型（hort,int,long)、浮点型(float,double)
字符类型 char
构造类型：数组、结构体、共用体、枚举
指针
空类型 void

2. C51扩充数据类型

2. C51特有数据类型

2.1 特殊寄存器

C51编程中，特殊寄存器与硬件直接相关，用于控制设备的行为、状态或配置。包括 P0, P1, P2, P3 等I/O端口寄存器，SP 栈指针寄存器，DPL, DPH 数据指针寄存器，PC 程序计数器寄存器，ACC 累加器寄存器，B B寄存器，PSW 程序状态字寄存器等。

复制代码

P1 = 0x0F; // 设置P1端口的高4位为1
SP = 0x20; // 设置栈指针的初始值
DPL = 0x10; // 设置数据指针的低8位
DPH = 0x20; // 设置数据指针的高8位
PC = 0x1000; // 设置程序计数器的值
ACC = 0xAA; // 设置累加器的值
B = 0x55; // 设置B寄存器的值
PSW = 0x02; // 设置PSW寄存器的值

3、C51的浮点运算

3.1、直接计算，使用math.h

复制代码

#include <stdio.h>
#include <math.h>
int main() {
    double a = 1.1;
    double b = 2.2;
    double result = a / b;
    printf("The result of division is: %f\n", result);
    return 0;
}

3.1、是用IQ转换计算

复制代码

4、hex转BIN文件

1、D:\Tools\Keil_C51\C51\BIN\AIP_ICE目录里有hex2bin.exe 工具

2、将hex2bin.exe拷贝到工程目录，bin文件夹，且写个pc的脚本bat，如下：hex2bin.bat

复制代码

copy .\Objects\lamp.hex .\bin\lamp.hex
.\bin\hex2bin.exe -s 0 -p 0 .\bin\lamp.hex

#del .\lamp.hex

3、在配置文件里配置编译后执行此bat脚本，如下：

5、keil C51是C89/C90编译器，不支持C99，不支持inline

C99 特性	C51 现状	替代方案 / 注意事项
`inline` 关键字	❌ 不支持	C51 没有内联机制。函数调用开销固定为 2~3 周期（LCALL/RET）。若需消除调用开销，只能用宏 `#define` 或手写汇编。
`//` 单行注释	❌ 不支持	必须使用 `/* ... */` 块注释。（注：较新版 Keil C51 v9.60+ 已支持，但旧版本仍报错）
混合声明与代码	❌ 不支持	所有变量声明必须在代码块开头。`for(int i=0;...)` 这种写法会直接报错。
变长数组 (VLA)	❌ 不支持	数组大小必须是编译期常量。动态内存请用 `malloc` 或静态缓冲区池。
指定初始化器	❌ 不支持	`struct S s = {.field = val};` 非法。必须按字段定义顺序逐个赋值。
复合字面量	❌ 不支持	`(struct S){1, 2}` 非法。必须先声明临时变量再赋值。
`restrict` 关键字	❌ 不支持	无指针别名优化提示，编译器保守处理所有指针访问。
`_Bool` / `bool`	❌ 原生不支持	需手动 `typedef unsigned char bool;` 并定义 `true/false`。
`long long` (64位)	❌ 不支持	C51 最大原生整数为 32 位 (`long`)。64 位运算需软件模拟，效率极低。
可变参数宏	❌ 不支持	`__VA_ARGS__` 不可用。调试打印等场景需用固定参数宏或函数。
`static_assert`	❌ 不支持	编译期断言需用传统技巧：`typedef char _check[(condition)?1:-1];`

⚠️ 部分支持 / 行为差异的特性

const 修饰符 ：C51 中 const 变量仍然占用 RAM （不像 ARM/GCC 那样放入 Flash）。若要存入 ROM，必须使用 code 关键字：unsigned char code table[] = {...};。这是 C51 新手最常踩的坑。
stdint.h ：C51 标准库不自带 <stdint.h>。需要自行创建或从 STC/IAR 等厂商 BSP 中获取适配版本。注意 C51 的 char 默认是 unsigned（与标准 C 的 signed 不同），移植时需特别注意。
for 循环变量作用域 ：即使在允许声明的位置写了 int i; for(i=0;...)，i 的作用域也是整个函数而非仅循环体内。不能在同一个函数中用两个同名循环变量。