使用免费的SDCC C编译器开发DS89C430/450系列
摘要：sdcc (小型设备c编译器)是为8位微控制器开发的免费c编译器。本应用笔记演示如何使用sdcc来开发ds89c430/450系列超高速8051兼容微控制器固件。文中还介绍了如何安装免费sdcc c编译器。
简介sdcc (小型设备c编译器)是为8位微控制器开发的免费c编译器。尽管兼容多种不同体系结构，但sdcc c编译器更适合8051内核。本应用笔记主要介绍采用sdcc来开发maxim/dallas semiconductor的ds89c430/450系列超高速8051兼容微控制器固件。
sdcc是命令行固件开发工具，含预处理器、编译器、汇编器、链接器和优化器。安装文件中还捆绑了sdcdb、类似于gdb (gnu调试器)的源码级调试器。无错的程序采用sdcc编译、链接后，生成一个intel十六进制格式的加载模块。之后可采用串行加载器将该文件加载至ds89c430/450微控制器闪存。(参见ds89c430/450文档和应用笔记，了解固件下载至器件的详细信息。)
关于sdcc的最新信息，请访问http://sdcc.sourceforge.net，或者阅读sdcc手册sdccman.pdf (在安装过程中复制到您的硬盘上)。也可以将问题提交给sdcc在线消息论坛，或发邮件至sdcc网页“support”列出的邮件地址。 安装sdcc免费c编译器如果需要安装sdcc，请从网址http://sdcc.sourceforge.net下载sdcc最新版本。虽然也可使用该软件的日常构建(nightly builds)版，但通常最安全的方式是下载经过完全测试的最新发布版。
在“download”页为不同的操作系统提供不同的sdcc。如果您使用运行microsoft windows的pc，请下载并运行win32自解压sdcc安装文件。
安装程序时会出现一个提示，询问是否将含有程序二进制文件的目录添加到您的路径中。建议同意添加，本应用笔记假设用户路径中已添加该目录。 采用sdcc编译器编译一个简单的c程序为确保sdcc已在您的硬盘上正确安装，请在命令提示符下键入sdcc --version，然后回车，窗口中应出现图1所示文本(实际文本与您下载的sdcc版本有关)：
图1. 通过版本检查确认sdcc是否正确安装
为测试包含路径，生成名为sdcctest.c的文件，并将以下源代码复制到该文件中。 #include char str[6] = maxim; bit flag; void main(void) { if (strcmp(str,maxim) == 0) flag = 0; else flag = 1; while(1); // program loop } 以普通ascii格式(如使用microsoft记事本程序)保存该文件。在命令提示符下，键入sdcc sdcctest.c，然后回车。如像图2那样没有任何反应，则说明程序编译成功。
图2. 编译简单的sdcc程序
当源代码编译成功时，sdcc会生成多个文件。在编译目录中可找到以下文件： sdcctest.asm：程序的汇编文件 sdcctest.lst：程序的列表文件 sdcctest.rst：被链接器更新的列表文件 sdcctest.map：被链接器更新的最终存储器映射 sdcctest.ihx：intel十六进制格式的加载模块。该文件必须被下载到微控制器中。 同时还生成其它文件(多数用于源码级调试器)。请阅读sdcc文档了解更详细的信息。 sdcc专有数据类型sdcc支持多数ansi-c数据类型。此外，sdcc支持多种扩展数据类型(也称为存储类型)，以充分利用8051体系结构的优势，这将在后面以实例说明。
与一些商用8051微控制器开发工具不同，sdcc仅支持声明位和字节可寻址特殊功能寄存器。尽管8051汇编语言支持，但sdcc并不支持共享位和字节可寻址ram。为证实这一点，请观察以下代码实例和编译完的汇编代码。
c源程序： union { unsigned char a_byte; struct { unsigned char bit0 : 1; unsigned char bit1 : 1; unsigned char bit2 : 1; unsigned char bit3 : 1; unsigned char bit4 : 1; unsigned char bit5 : 1; unsigned char bit6 : 1; unsigned char bit7 : 1; } a_bit; } a; bit b; void main(void) { a.a_byte = 0x05; a.a_bit.bit6 = 1; b = 1; while(1); // program loop } assembly listing (.rst file): ... 159 ;sdcctest.c:21: a.a_byte = 5; 160 ; genpointerset 161 ; gennearpointerset 162 ; gendatapointerset 0031 75 21 05 163 mov _a,#0x05 164 ;sdcctest.c:23: a.a_bit.bit6 = 1; 165 ; genpointerset 166 ; gennearpointerset 0034 78 21 167 mov r0,#_a 168 ; genpackbits 0036 e6 169 mov a,@r0 0037 44 40 170 orl a,#0x40 0039 f6 171 mov @r0,a 172 ;sdcctest.c:25: b = 1; 173 ; genassign 003a d2 00 174 setb _b 175 ;sdcctest.c:27: while(1); // program loop ... 尽管在声明中“a”看起来是位寻址存储器，但汇编列表文件(来自由sdcc生成的.rst文件)表明变量并没有使用位寻址。在列表中不要混淆“a”和“_a”。“a”指累加器，而“_a”指变量。
注意，本应用笔记在“绝对寻址”一节介绍了一种可真正实现存储器位寻址的方法。
near/data
以near或data存储类型声明的变量将被放在8051内核的直接寻址ram中。ds89c430/450系列微控制器具有128字节直接寻址存储器，这是8051能够访问的速度最快的存储器，生成的汇编代码只需一个mov指令即可读写该ram中的数据。 #include sdcc_reg420.h data unsigned char outport0 = 0x4a; void main(void) { p0 = outport0; while (1); // program loop } 该例中使用的定义文件sdcc_reg420.h见附录a。
far/xdata
以far或xdata存储类型声明的变量将被放在外部ram中。这样开发人员能够访问更大的ram空间，但生成的汇编代码需要使用movx指令来读写该存储器，这要求将外部存储器地址装入数据指针。
ds89c430/450系列微控制器含有1k字节的内部sram，可被用于以far/xdata声明的变量。注意，电源管理寄存器(pmr)中的dme1:0位在该存储器初始化或使用之前，必须先被置为内部sram模式。 #include sdcc_reg420.h xdata unsigned char ioports[2]; void main(void) { pmr |= 0x01; // enable internal 1k sram ioports[0] = 0x4a; ioports[1] = 0x56; p0 = ioports[0]; p1 = ioports[1]; while (1); // program loop } idata
以idata存储类型声明的变量将被放在8051内核的间接寻址存储器中。间接可寻址存储器与直接寻址存储器类似，在8051内核中共有128字节(不包括特殊功能寄存器)。但是，访问idata需要额外的mov命令将ram地址移至工作寄存器中。 #include sdcc_reg420.h idata unsigned int port0_x2; void main(void) { while (1) // program loop { port0_x2 = p0 * 2; } } pdata
存储类型pdata用于访问分页的外部数据存储器。该存储类型超出了本应用笔记范畴，有兴趣的读者可以阅读sdcc文档的pdata部分。
code
以code存储类型声明的变量将被放在程序存储器(ds89c430/450微控制器内部的闪存)中。对于sdcc来说，这类变量只读，因此常使用code来声明常量(如：查找表)。 #include sdcc_reg420.h code unsigned char out[10] = {0x03,0x45,0xfa,0x43,0xdd, 0x1a,0xe0,0x00,0x87,0x91}; void main(void) { data unsigned char i = 0; while (1) // program loop { p0 = out[i++]; if (i==10) i=0; } } bit
以bit存储类型声明的变量被放在8051内核的位寻址存储器中。8051内核的16字节直接寻址ram可用作位寻址存储器(字节0x20至0x2f)，提供128个可寻址位。使用该类变量作为标志位可高效利用存储空间。 #include sdcc_reg420.h #define escape 0x1b bit esc_char_flag = 0; void main(void) { p1 = 0x00; while (!esc_char_flag) { if (p0 == escape) esc_char_flag = 1; } p1 = 0xff; while (1); // program loop } sfr
存储类型sfr被用来定义8051内核专有的特殊功能寄存器(sfr)。附录a定义文件中使用sfr标识符定义了ds89c430/450微控制器中的所有sfr。
注意，下面的实例已定义了sfr，因此没有必要包含定义文件sdcc_reg420.h。 sfr at 0x80 p0; sfr at 0x90 p1; void main(void) { p0 = 0x00; p1 = 0xff; while (1); // program loop } sbit
存储类型sbit用于定义可位寻址sfr中的特殊位。在8051内核中，地址以0或者8 (十六进制)结束的所有sfr均可位寻址。附录a定义文件中使用sbit标识符定义了ds89c430/450微控制器sfr的所有可寻址位。 sfr at 0x80 p0; // port 0 sbit at 0x80 p0_0; // port 0 bit 0 sbit at 0x81 p0_1; // port 0 bit 1 sbit at 0x82 p0_2; // port 0 bit 2 sbit at 0x83 p0_3; // port 0 bit 3 sbit at 0x84 p0_4; // port 0 bit 4 sbit at 0x85 p0_5; // port 0 bit 5 sbit at 0x86 p0_6; // port 0 bit 6 sbit at 0x87 p0_7; // port 0 bit 7 void main(void) { p0 = 0x00; // p0 = 0x00 p0_4 = 1; // p0 = 0x10 while (1); // program loop } 绝对寻址sdcc支持采用at标识符的绝对寻址。但是，sdcc不跟踪声明的绝对寻址变量，而且可能在其地址声明其它变量，造成相互覆盖。
以下程序显示了有趣的潜在错误。 #include sdcc_reg420.h unsigned char a = 0x4a; unsigned int b = 0x0000; unsigned char c[64] = {0x00}; unsigned char at 0x0010 y; unsigned char at 0x0010 z; void main(void) { for(b=0; b<64; b++) c[b] = 0xaa; y = 0xf1; z = 0xf2; a = c[5]; while (1); // program loop } 使用sdcc时，尽管变量y和z分配同一个位置，也可进行无错误或警告的编译。如果要运行该程序，我们认为程序(a = c[5])中a最终将被设置为0xaa。但情况并非如此。a最终被分配的值为0xf2。
如果查看sdcc生成的.map文件中以下几行语句(显示每个变量的实际地址)，便会明白这种情况的原因。 area addr size decimal bytes (attributes) -------------------------------- ---- ---- ------- ----- ------------ . .abs. 0000 0000 = 0. bytes (abs,ovr) value global -------- -------------------------------- ... 0010 _y 0010 _z ... area addr size decimal bytes (attributes) -------------------------------- ---- ---- ------- ----- ------------ dseg 0008 0043 = 67. bytes (rel,con) value global -------- -------------------------------- 0008 _a 0009 _b 000b _c 注意，变量名称前的下划线是由编译器添加的。如果c位于地址0x000b，长度为64字节，那么它将覆盖位于地址0x0010处的变量y和z。
绝对寻址可用于仿真位寻址变量。在下面的例子中，在位寻址存储器的最后一个字节处定义变量n_byte。然后，在8051内核位寻址存储器的最后8位定义n_bit0至n_bit7。由于这种重叠，可采用变量n_bit0至n_bit7对变量n_byte进行位寻址。 #include sdcc_reg420.h data unsigned char at 0x002f n_byte; bit at 0x78 n_bit0; bit at 0x79 n_bit1; bit at 0x7a n_bit2; bit at 0x7b n_bit3; bit at 0x7c n_bit4; bit at 0x7d n_bit5; bit at 0x7e n_bit6; bit at 0x7f n_bit7; void main(void) { n_byte = 0x00; n_bit4 = 1; p0 = n_byte; // p0 = 0x10 while (1); // program loop } 存储器模式sdcc支持两种存储器模式：小模式和大模式。使用存储器小模式时，sdcc在内部ram中声明所有不带存储类型的变量(如，data、idata、xdata、pdata、bit、code)。使用存储器大模式时，sdcc在外部ram中声明所有不带存储类型的变量。
采用sdcc编译时，默认为小模式。如果要强制sdcc使用特定的存储器模式，可使用以下命令行参数： sdcc --model-small sdcctest.c 或者 sdcc --model-large sdcctest.c 不要链接使用不同存储器模式编译的模块或目标文件。
sdcc的中断定义中断服务程序(isr)时，应使用以下格式： void interrupt_identifier (void) interrupt interrupt_number using bank_number { ... } 其中interrupt_identifier可以是任意有效的sdcc函数名，interrupt_number代表中断在中断向量表中的位置。表1列出了ds89c430/450系列微控制器支持的每个中断的中断号。可选参数bank_number用于指示sdcc采用哪个寄存器区存储isr中的局部变量。
表1. ds89c430/450中断服务程序的中断号 interrupt name interrupt vector interrupt number
external interrupt 0 0x03 0
timer 0 overflow 0x0b 1
external interrupt 1 0x13 2
timer 1 overflow 0x1b 3
serial port 0 0x23 4
timer 2 overflow 0x2b 5
power fail 0x33 6
serial port 1 0x3b 7
external interrupt 2 0x43 8
external interrupt 3 0x4b 9
external interrupt 4 0x53 10
external interrupt 5 0x5b 11
watchdog interrupt 0x63 12
sdcc处理与isr编程相关的许多细节，如使用堆栈保存和恢复累加器及数据指针。(实际上所有函数均进行此操作。请参考sdcc手册中的_naked关键字来禁止在堆栈中保存这些变量)。其它细节不由sdcc处理(因为合理的原因)，这对嵌入式编程开发新手带来一定难度。许多这类问题属于高级编程范畴，已超出本文讨论的范围，sdcc手册和嵌入式编程教材可提供更深入的内容。
使用中断时，应遵循以下原则。 可在isr内部写、并可在isr外部访问的每个全局变量必须被声明为volatile，以确保优化器不会删除与该变量相关的指令。 以非原子(non-atomic)方式使用数据时(如，访问16位/32位变量)应禁止中断。当对变量的访问为原子方式时，处理器无法中断(带有isr)对存储器的数据存取。 避免在isr内部调用函数。如果必须这样做，需要将函数声明为reentrant (参见sdcc手册)，这样函数中的所有局部变量被分配在堆栈中，而不是在ram中。 注意，如果被sdcc使用的含isr的源文件不含main()函数，那么含main()函数的源文件应包含每个isr的函数原型。
下面的例子定义了一个处理串行通信接口1 (sci_1)的中断服务程序(isr)。程序接收来自sci_1接收器的一个字节，将接收字节加1，通过sci_1发射器连续发送出去。 #include sdcc_reg420.h volatile unsigned char n = 0x4a; void sci1isr (void) interrupt 7 { if (ri_1) { n = sbuf1+1; // save rx byte ri_1 = 0; // reset sci_1 rx interrupt flag } else if (ti_1) { sbuf1 = n; // load byte to tx ti_1 = 0; // reset sci_1 tx interrupt flag } } void main(void) { // 1. init serial port ea = 0; // enable global interrupt mask scon1 = 0x50; // set sci_1 to 8n1, rx enabled tmod |= 0x20; // set timer 1 as mode 2 th1 = 0xdd; // set sci_1 for 2400 baud tr1 = 1; // enable timer 1 es1 = 1; // enable interrupts for sci_1 ea = 1; // disable global interrupt mask // 2. initiate sci_1 tx sbuf1 = n; // 3. program loop... while (1); } 内嵌汇编sdcc完全支持内嵌汇编。使用该功能时，汇编代码应嵌在_asm和_endasm标识符之间。注意，通过在变量名前加下划线，内嵌汇编代码也可以访问c变量。以下实例采用内嵌汇编执行nop指令(用于在微控制器内部占用一个时钟周期)，然后将变量a加1。 #include sdcc_reg420.h unsigned char a; void main(void) { // program loop... while (1) { a = p0; _asm nop nop nop inc _a _endasm; p1 = a; } } sdcc还可用于c和汇编函数接口，这是较深入的问题；请参考sdcc手册，了解详细信息。
附录a：ds89c430/450的sfr定义文件(sdcc_reg420.h) /* * sdcc_reg420.h * * maxim integrated products * * special function register definitions file * ds89c430/450 ultra-high speed 8051-compatible ucs * */ #ifndef __reg420_h__ #define __reg420_h__ /* byte registers */ sfr at 0x80 p0; sfr at 0x81 sp; sfr at 0x82 dpl; sfr at 0x83 dph; sfr at 0x84 dpl1; sfr at 0x85 dph1; sfr at 0x86 dps; sfr at 0x87 pcon; sfr at 0x88 tcon; sfr at 0x89 tmod; sfr at 0x8a tl0; sfr at 0x8b tl1; sfr at 0x8c th0; sfr at 0x8d th1; sfr at 0x8e ckcon; sfr at 0x90 p1; sfr at 0x91 exif; sfr at 0x96 ckmod; sfr at 0x98 scon0; sfr at 0x99 sbuf0; sfr at 0x9d acon; sfr at 0xa0 p2; sfr at 0xa8 ie; sfr at 0xa9 saddr0; sfr at 0xaa saddr1; sfr at 0xb0 p3; sfr at 0xb1 ip1; sfr at 0xb8 ip0; sfr at 0xb9 saden0; sfr at 0xba saden1; sfr at 0xc0 scon1; sfr at 0xc1 sbuf1; sfr at 0xc2 romsize; sfr at 0xc4 pmr; sfr at 0xc5 status; sfr at 0xc7 ta; sfr at 0xc8 t2con; sfr at 0xc9 t2mod; sfr at 0xca rcap2l; sfr at 0xcb rcap2h; sfr at 0xcc tl2; sfr at 0xcd th2; sfr at 0xd0 psw; sfr at 0xd5 fcntl; sfr at 0xd6 fdata; sfr at 0xd8 wdcon; sfr at 0xe0 acc; sfr at 0xe8 eie; sfr at 0xf0 b; sfr at 0xf1 eip1; sfr at 0xf8 eip0; /* bit registers */ /* p0 */ sbit at 0x80 p0_0; sbit at 0x81 p0_1; sbit at 0x82 p0_2; sbit at 0x83 p0_3; sbit at 0x84 p0_4; sbit at 0x85 p0_5; sbit at 0x86 p0_6; sbit at 0x87 p0_7; /* tcon */ sbit at 0x88 it0; sbit at 0x89 ie0; sbit at 0x8a it1; sbit at 0x8b ie1; sbit at 0x8c tr0; sbit at 0x8d tf0; sbit at 0x8e tr1; sbit at 0x8f tf1; /* p1 */ sbit at 0x90 p1_0; sbit at 0x91 p1_1; sbit at 0x92 p1_2; sbit at 0x93 p1_3; sbit at 0x94 p1_4; sbit at 0x95 p1_5; sbit at 0x96 p1_6; sbit at 0x97 p1_7; /* scon0 */ sbit at 0x98 ri_0; sbit at 0x99 ti_0; sbit at 0x9a rb8_0; sbit at 0x9b tb8_0; sbit at 0x9c ren_0; sbit at 0x9d sm2_0; sbit at 0x9e sm1_0; sbit at 0x9f sm0_0; sbit at 0x9f fe_0; /* p2 */ sbit at 0xa0 p2_0; sbit at 0xa1 p2_1; sbit at 0xa2 p2_2; sbit at 0xa3 p2_3; sbit at 0xa4 p2_4; sbit at 0xa5 p2_5; sbit at 0xa6 p2_6; sbit at 0xa7 p2_7; /* ie */ sbit at 0xa8 ex0; sbit at 0xa9 et0; sbit at 0xaa ex1; sbit at 0xab et1; sbit at 0xac es0; sbit at 0xad et2; sbit at 0xae es1; sbit at 0xaf ea; /* p3 */ sbit at 0xb0 p3_0; sbit at 0xb1 p3_1; sbit at 0xb2 p3_2; sbit at 0xb3 p3_3; sbit at 0xb4 p3_4; sbit at 0xb5 p3_5; sbit at 0xb6 p3_6; sbit at 0xb7 p3_7; /* ip0 */ sbit at 0xb8 lpx0; sbit at 0xb9 lpt0; sbit at 0xba lpx1; sbit at 0xbb lpt1; sbit at 0xbc lps0; sbit at 0xbd lpt2; sbit at 0xbe lps1; /* scon1 */ sbit at 0xc0 ri_1; sbit at 0xc1 ti_1; sbit at 0xc2 rb8_1; sbit at 0xc3 tb8_1; sbit at 0xc4 ren_1; sbit at 0xc5 sm2_1; sbit at 0xc6 sm1_1; sbit at 0xc7 sm0_1; /* t2con */ sbit at 0xc8 cp_rl_2; sbit at 0xc9 c_t_2; sbit at 0xca tr_2; sbit at 0xcb exen_2; sbit at 0xcc tclk; sbit at 0xcd rclk; sbit at 0xce exf_2; sbit at 0xcf tf_2; /* psw */ sbit at 0xd0 parity; sbit at 0xd0 p; sbit at 0xd1 f1; sbit at 0xd2 ov; sbit at 0xd3 rs0; sbit at 0xd4 rs1; sbit at 0xd5 f0; sbit at 0xd6 ac; sbit at 0xd7 cy; /* wdcon */ sbit at 0xd8 rwt; sbit at 0xd9 ewt; sbit at 0xda wtrf; sbit at 0xdb wdif; sbit at 0xdc pfi; sbit at 0xdd epfi; sbit at 0xde por; sbit at 0xdf smod_1; /* eie */ sbit at 0xe8 ex2; sbit at 0xe9 ex3; sbit at 0xea ex4; sbit at 0xeb ex5; sbit at 0xec ewdi; /* eip0 */ sbit at 0xf8 lpx2; sbit at 0xf9 lpx3; sbit at 0xfa lpx4; sbit at 0xfb lpx5; sbit at 0xfc lpwdi; #endif
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图1. 通过版本检查确认sdcc是否正确安装
为测试包含路径，生成名为sdcctest.c的文件，并将以下源代码复制到该文件中。 #include char str[6] = maxim; bit flag; void main(void) { if (strcmp(str,maxim) == 0) flag = 0; else flag = 1; while(1); // program loop } 以普通ascii格式(如使用microsoft记事本程序)保存该文件。在命令提示符下，键入sdcc sdcctest.c，然后回车。如像图2那样没有任何反应，则说明程序编译成功。
图2. 编译简单的sdcc程序
当源代码编译成功时，sdcc会生成多个文件。在编译目录中可找到以下文件： sdcctest.asm：程序的汇编文件 sdcctest.lst：程序的列表文件 sdcctest.rst：被链接器更新的列表文件 sdcctest.map：被链接器更新的最终存储器映射 sdcctest.ihx：intel十六进制格式的加载模块。该文件必须被下载到微控制器中。 同时还生成其它文件(多数用于源码级调试器)。请阅读sdcc文档了解更详细的信息。 sdcc专有数据类型sdcc支持多数ansi-c数据类型。此外，sdcc支持多种扩展数据类型(也称为存储类型)，以充分利用8051体系结构的优势，这将在后面以实例说明。
与一些商用8051微控制器开发工具不同，sdcc仅支持声明位和字节可寻址特殊功能寄存器。尽管8051汇编语言支持，但sdcc并不支持共享位和字节可寻址ram。为证实这一点，请观察以下代码实例和编译完的汇编代码。
c源程序： union { unsigned char a_byte; struct { unsigned char bit0 : 1; unsigned char bit1 : 1; unsigned char bit2 : 1; unsigned char bit3 : 1; unsigned char bit4 : 1; unsigned char bit5 : 1; unsigned char bit6 : 1; unsigned char bit7 : 1; } a_bit; } a; bit b; void main(void) { a.a_byte = 0x05; a.a_bit.bit6 = 1; b = 1; while(1); // program loop } assembly listing (.rst file): ... 159 ;sdcctest.c:21: a.a_byte = 5; 160 ; genpointerset 161 ; gennearpointerset 162 ; gendatapointerset 0031 75 21 05 163 mov _a,#0x05 164 ;sdcctest.c:23: a.a_bit.bit6 = 1; 165 ; genpointerset 166 ; gennearpointerset 0034 78 21 167 mov r0,#_a 168 ; genpackbits 0036 e6 169 mov a,@r0 0037 44 40 170 orl a,#0x40 0039 f6 171 mov @r0,a 172 ;sdcctest.c:25: b = 1; 173 ; genassign 003a d2 00 174 setb _b 175 ;sdcctest.c:27: while(1); // program loop ... 尽管在声明中“a”看起来是位寻址存储器，但汇编列表文件(来自由sdcc生成的.rst文件)表明变量并没有使用位寻址。在列表中不要混淆“a”和“_a”。“a”指累加器，而“_a”指变量。
注意，本应用笔记在“绝对寻址”一节介绍了一种可真正实现存储器位寻址的方法。
near/data
以near或data存储类型声明的变量将被放在8051内核的直接寻址ram中。ds89c430/450系列微控制器具有128字节直接寻址存储器，这是8051能够访问的速度最快的存储器，生成的汇编代码只需一个mov指令即可读写该ram中的数据。 #include sdcc_reg420.h data unsigned char outport0 = 0x4a; void main(void) { p0 = outport0; while (1); // program loop } 该例中使用的定义文件sdcc_reg420.h见附录a。
far/xdata
以far或xdata存储类型声明的变量将被放在外部ram中。这样开发人员能够访问更大的ram空间，但生成的汇编代码需要使用movx指令来读写该存储器，这要求将外部存储器地址装入数据指针。
ds89c430/450系列微控制器含有1k字节的内部sram，可被用于以far/xdata声明的变量。注意，电源管理寄存器(pmr)中的dme1:0位在该存储器初始化或使用之前，必须先被置为内部sram模式。 #include sdcc_reg420.h xdata unsigned char ioports[2]; void main(void) { pmr |= 0x01; // enable internal 1k sram ioports[0] = 0x4a; ioports[1] = 0x56; p0 = ioports[0]; p1 = ioports[1]; while (1); // program loop } idata
以idata存储类型声明的变量将被放在8051内核的间接寻址存储器中。间接可寻址存储器与直接寻址存储器类似，在8051内核中共有128字节(不包括特殊功能寄存器)。但是，访问idata需要额外的mov命令将ram地址移至工作寄存器中。 #include sdcc_reg420.h idata unsigned int port0_x2; void main(void) { while (1) // program loop { port0_x2 = p0 * 2; } } pdata
存储类型pdata用于访问分页的外部数据存储器。该存储类型超出了本应用笔记范畴，有兴趣的读者可以阅读sdcc文档的pdata部分。
code
以code存储类型声明的变量将被放在程序存储器(ds89c430/450微控制器内部的闪存)中。对于sdcc来说，这类变量只读，因此常使用code来声明常量(如：查找表)。 #include sdcc_reg420.h code unsigned char out[10] = {0x03,0x45,0xfa,0x43,0xdd, 0x1a,0xe0,0x00,0x87,0x91}; void main(void) { data unsigned char i = 0; while (1) // program loop { p0 = out[i++]; if (i==10) i=0; } } bit
以bit存储类型声明的变量被放在8051内核的位寻址存储器中。8051内核的16字节直接寻址ram可用作位寻址存储器(字节0x20至0x2f)，提供128个可寻址位。使用该类变量作为标志位可高效利用存储空间。 #include sdcc_reg420.h #define escape 0x1b bit esc_char_flag = 0; void main(void) { p1 = 0x00; while (!esc_char_flag) { if (p0 == escape) esc_char_flag = 1; } p1 = 0xff; while (1); // program loop } sfr
存储类型sfr被用来定义8051内核专有的特殊功能寄存器(sfr)。附录a定义文件中使用sfr标识符定义了ds89c430/450微控制器中的所有sfr。
注意，下面的实例已定义了sfr，因此没有必要包含定义文件sdcc_reg420.h。 sfr at 0x80 p0; sfr at 0x90 p1; void main(void) { p0 = 0x00; p1 = 0xff; while (1); // program loop } sbit
存储类型sbit用于定义可位寻址sfr中的特殊位。在8051内核中，地址以0或者8 (十六进制)结束的所有sfr均可位寻址。附录a定义文件中使用sbit标识符定义了ds89c430/450微控制器sfr的所有可寻址位。 sfr at 0x80 p0; // port 0 sbit at 0x80 p0_0; // port 0 bit 0 sbit at 0x81 p0_1; // port 0 bit 1 sbit at 0x82 p0_2; // port 0 bit 2 sbit at 0x83 p0_3; // port 0 bit 3 sbit at 0x84 p0_4; // port 0 bit 4 sbit at 0x85 p0_5; // port 0 bit 5 sbit at 0x86 p0_6; // port 0 bit 6 sbit at 0x87 p0_7; // port 0 bit 7 void main(void) { p0 = 0x00; // p0 = 0x00 p0_4 = 1; // p0 = 0x10 while (1); // program loop } 绝对寻址sdcc支持采用at标识符的绝对寻址。但是，sdcc不跟踪声明的绝对寻址变量，而且可能在其地址声明其它变量，造成相互覆盖。
以下程序显示了有趣的潜在错误。 #include sdcc_reg420.h unsigned char a = 0x4a; unsigned int b = 0x0000; unsigned char c[64] = {0x00}; unsigned char at 0x0010 y; unsigned char at 0x0010 z; void main(void) { for(b=0; b<64; b++) c[b] = 0xaa; y = 0xf1; z = 0xf2; a = c[5]; while (1); // program loop } 使用sdcc时，尽管变量y和z分配同一个位置，也可进行无错误或警告的编译。如果要运行该程序，我们认为程序(a = c[5])中a最终将被设置为0xaa。但情况并非如此。a最终被分配的值为0xf2。
如果查看sdcc生成的.map文件中以下几行语句(显示每个变量的实际地址)，便会明白这种情况的原因。 area addr size decimal bytes (attributes) -------------------------------- ---- ---- ------- ----- ------------ . .abs. 0000 0000 = 0. bytes (abs,ovr) value global -------- -------------------------------- ... 0010 _y 0010 _z ... area addr size decimal bytes (attributes) -------------------------------- ---- ---- ------- ----- ------------ dseg 0008 0043 = 67. bytes (rel,con) value global -------- -------------------------------- 0008 _a 0009 _b 000b _c 注意，变量名称前的下划线是由编译器添加的。如果c位于地址0x000b，长度为64字节，那么它将覆盖位于地址0x0010处的变量y和z。
绝对寻址可用于仿真位寻址变量。在下面的例子中，在位寻址存储器的最后一个字节处定义变量n_byte。然后，在8051内核位寻址存储器的最后8位定义n_bit0至n_bit7。由于这种重叠，可采用变量n_bit0至n_bit7对变量n_byte进行位寻址。 #include sdcc_reg420.h data unsigned char at 0x002f n_byte; bit at 0x78 n_bit0; bit at 0x79 n_bit1; bit at 0x7a n_bit2; bit at 0x7b n_bit3; bit at 0x7c n_bit4; bit at 0x7d n_bit5; bit at 0x7e n_bit6; bit at 0x7f n_bit7; void main(void) { n_byte = 0x00; n_bit4 = 1; p0 = n_byte; // p0 = 0x10 while (1); // program loop } 存储器模式sdcc支持两种存储器模式：小模式和大模式。使用存储器小模式时，sdcc在内部ram中声明所有不带存储类型的变量(如，data、idata、xdata、pdata、bit、code)。使用存储器大模式时，sdcc在外部ram中声明所有不带存储类型的变量。
采用sdcc编译时，默认为小模式。如果要强制sdcc使用特定的存储器模式，可使用以下命令行参数： sdcc --model-small sdcctest.c 或者 sdcc --model-large sdcctest.c 不要链接使用不同存储器模式编译的模块或目标文件。
sdcc的中断定义中断服务程序(isr)时，应使用以下格式： void interrupt_identifier (void) interrupt interrupt_number using bank_number { ... } 其中interrupt_identifier可以是任意有效的sdcc函数名，interrupt_number代表中断在中断向量表中的位置。表1列出了ds89c430/450系列微控制器支持的每个中断的中断号。可选参数bank_number用于指示sdcc采用哪个寄存器区存储isr中的局部变量。
表1. ds89c430/450中断服务程序的中断号 interrupt name interrupt vector interrupt number
external interrupt 0 0x03 0
timer 0 overflow 0x0b 1
external interrupt 1 0x13 2
timer 1 overflow 0x1b 3
serial port 0 0x23 4
timer 2 overflow 0x2b 5
power fail 0x33 6
serial port 1 0x3b 7
external interrupt 2 0x43 8
external interrupt 3 0x4b 9
external interrupt 4 0x53 10
external interrupt 5 0x5b 11
watchdog interrupt 0x63 12
sdcc处理与isr编程相关的许多细节，如使用堆栈保存和恢复累加器及数据指针。(实际上所有函数均进行此操作。请参考sdcc手册中的_naked关键字来禁止在堆栈中保存这些变量)。其它细节不由sdcc处理(因为合理的原因)，这对嵌入式编程开发新手带来一定难度。许多这类问题属于高级编程范畴，已超出本文讨论的范围，sdcc手册和嵌入式编程教材可提供更深入的内容。
使用中断时，应遵循以下原则。 可在isr内部写、并可在isr外部访问的每个全局变量必须被声明为volatile，以确保优化器不会删除与该变量相关的指令。 以非原子(non-atomic)方式使用数据时(如，访问16位/32位变量)应禁止中断。当对变量的访问为原子方式时，处理器无法中断(带有isr)对存储器的数据存取。 避免在isr内部调用函数。如果必须这样做，需要将函数声明为reentrant (参见sdcc手册)，这样函数中的所有局部变量被分配在堆栈中，而不是在ram中。 注意，如果被sdcc使用的含isr的源文件不含main()函数，那么含main()函数的源文件应包含每个isr的函数原型。
下面的例子定义了一个处理串行通信接口1 (sci_1)的中断服务程序(isr)。程序接收来自sci_1接收器的一个字节，将接收字节加1，通过sci_1发射器连续发送出去。 #include sdcc_reg420.h volatile unsigned char n = 0x4a; void sci1isr (void) interrupt 7 { if (ri_1) { n = sbuf1+1; // save rx byte ri_1 = 0; // reset sci_1 rx interrupt flag } else if (ti_1) { sbuf1 = n; // load byte to tx ti_1 = 0; // reset sci_1 tx interrupt flag } } void main(void) { // 1. init serial port ea = 0; // enable global interrupt mask scon1 = 0x50; // set sci_1 to 8n1, rx enabled tmod |= 0x20; // set timer 1 as mode 2 th1 = 0xdd; // set sci_1 for 2400 baud tr1 = 1; // enable timer 1 es1 = 1; // enable interrupts for sci_1 ea = 1; // disable global interrupt mask // 2. initiate sci_1 tx sbuf1 = n; // 3. program loop... while (1); } 内嵌汇编sdcc完全支持内嵌汇编。使用该功能时，汇编代码应嵌在_asm和_endasm标识符之间。注意，通过在变量名前加下划线，内嵌汇编代码也可以访问c变量。以下实例采用内嵌汇编执行nop指令(用于在微控制器内部占用一个时钟周期)，然后将变量a加1。 #include sdcc_reg420.h unsigned char a; void main(void) { // program loop... while (1) { a = p0; _asm nop nop nop inc _a _endasm; p1 = a; } } sdcc还可用于c和汇编函数接口，这是较深入的问题；请参考sdcc手册，了解详细信息。
附录a：ds89c430/450的sfr定义文件(sdcc_reg420.h) /* * sdcc_reg420.h * * maxim integrated products * * special function register definitions file * ds89c430/450 ultra-high speed 8051-compatible ucs * */ #ifndef __reg420_h__ #define __reg420_h__ /* byte registers */ sfr at 0x80 p0; sfr at 0x81 sp; sfr at 0x82 dpl; sfr at 0x83 dph; sfr at 0x84 dpl1; sfr at 0x85 dph1; sfr at 0x86 dps; sfr at 0x87 pcon; sfr at 0x88 tcon; sfr at 0x89 tmod; sfr at 0x8a tl0; sfr at 0x8b tl1; sfr at 0x8c th0; sfr at 0x8d th1; sfr at 0x8e ckcon; sfr at 0x90 p1; sfr at 0x91 exif; sfr at 0x96 ckmod; sfr at 0x98 scon0; sfr at 0x99 sbuf0; sfr at 0x9d acon; sfr at 0xa0 p2; sfr at 0xa8 ie; sfr at 0xa9 saddr0; sfr at 0xaa saddr1; sfr at 0xb0 p3; sfr at 0xb1 ip1; sfr at 0xb8 ip0; sfr at 0xb9 saden0; sfr at 0xba saden1; sfr at 0xc0 scon1; sfr at 0xc1 sbuf1; sfr at 0xc2 romsize; sfr at 0xc4 pmr; sfr at 0xc5 status; sfr at 0xc7 ta; sfr at 0xc8 t2con; sfr at 0xc9 t2mod; sfr at 0xca rcap2l; sfr at 0xcb rcap2h; sfr at 0xcc tl2; sfr at 0xcd th2; sfr at 0xd0 psw; sfr at 0xd5 fcntl; sfr at 0xd6 fdata; sfr at 0xd8 wdcon; sfr at 0xe0 acc; sfr at 0xe8 eie; sfr at 0xf0 b; sfr at 0xf1 eip1; sfr at 0xf8 eip0; /* bit registers */ /* p0 */ sbit at 0x80 p0_0; sbit at 0x81 p0_1; sbit at 0x82 p0_2; sbit at 0x83 p0_3; sbit at 0x84 p0_4; sbit at 0x85 p0_5; sbit at 0x86 p0_6; sbit at 0x87 p0_7; /* tcon */ sbit at 0x88 it0; sbit at 0x89 ie0; sbit at 0x8a it1; sbit at 0x8b ie1; sbit at 0x8c tr0; sbit at 0x8d tf0; sbit at 0x8e tr1; sbit at 0x8f tf1; /* p1 */ sbit at 0x90 p1_0; sbit at 0x91 p1_1; sbit at 0x92 p1_2; sbit at 0x93 p1_3; sbit at 0x94 p1_4; sbit at 0x95 p1_5; sbit at 0x96 p1_6; sbit at 0x97 p1_7; /* scon0 */ sbit at 0x98 ri_0; sbit at 0x99 ti_0; sbit at 0x9a rb8_0; sbit at 0x9b tb8_0; sbit at 0x9c ren_0; sbit at 0x9d sm2_0; sbit at 0x9e sm1_0; sbit at 0x9f sm0_0; sbit at 0x9f fe_0; /* p2 */ sbit at 0xa0 p2_0; sbit at 0xa1 p2_1; sbit at 0xa2 p2_2; sbit at 0xa3 p2_3; sbit at 0xa4 p2_4; sbit at 0xa5 p2_5; sbit at 0xa6 p2_6; sbit at 0xa7 p2_7; /* ie */ sbit at 0xa8 ex0; sbit at 0xa9 et0; sbit at 0xaa ex1; sbit at 0xab et1; sbit at 0xac es0; sbit at 0xad et2; sbit at 0xae es1; sbit at 0xaf ea; /* p3 */ sbit at 0xb0 p3_0; sbit at 0xb1 p3_1; sbit at 0xb2 p3_2; sbit at 0xb3 p3_3; sbit at 0xb4 p3_4; sbit at 0xb5 p3_5; sbit at 0xb6 p3_6; sbit at 0xb7 p3_7; /* ip0 */ sbit at 0xb8 lpx0; sbit at 0xb9 lpt0; sbit at 0xba lpx1; sbit at 0xbb lpt1; sbit at 0xbc lps0; sbit at 0xbd lpt2; sbit at 0xbe lps1; /* scon1 */ sbit at 0xc0 ri_1; sbit at 0xc1 ti_1; sbit at 0xc2 rb8_1; sbit at 0xc3 tb8_1; sbit at 0xc4 ren_1; sbit at 0xc5 sm2_1; sbit at 0xc6 sm1_1; sbit at 0xc7 sm0_1; /* t2con */ sbit at 0xc8 cp_rl_2; sbit at 0xc9 c_t_2; sbit at 0xca tr_2; sbit at 0xcb exen_2; sbit at 0xcc tclk; sbit at 0xcd rclk; sbit at 0xce exf_2; sbit at 0xcf tf_2; /* psw */ sbit at 0xd0 parity; sbit at 0xd0 p; sbit at 0xd1 f1; sbit at 0xd2 ov; sbit at 0xd3 rs0; sbit at 0xd4 rs1; sbit at 0xd5 f0; sbit at 0xd6 ac; sbit at 0xd7 cy; /* wdcon */ sbit at 0xd8 rwt; sbit at 0xd9 ewt; sbit at 0xda wtrf; sbit at 0xdb wdif; sbit at 0xdc pfi; sbit at 0xdd epfi; sbit at 0xde por; sbit at 0xdf smod_1; /* eie */ sbit at 0xe8 ex2; sbit at 0xe9 ex3; sbit at 0xea ex4; sbit at 0xeb ex5; sbit at 0xec ewdi; /* eip0 */ sbit at 0xf8 lpx2; sbit at 0xf9 lpx3; sbit at 0xfa lpx4; sbit at 0xfb lpx5; sbit at 0xfc lpwdi; #endif
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