STM8的C语言编程.doc
STM8的C语言编程（1）基本程序与启动代码分析 现在几乎所有的单片机都能用C语言编程了，采用C语言编程确实能带来很多好处，至少可读性比汇编语言强多了。在STM8的开发环境中，可以通过新建一个工程，自动地建立起一个C语言的框架，生成后开发环境会自动生成2个C语言的程序，一个是main.c，另一个是stm8_interrupt_vector.c。main.c中就是一个空的main()函数，如下所示： /* MAIN.C file * * Copyright (c) 2002-2005 STMicroelectronics */ main() while (1); 而在stm8_interrupt_vector.c中，就是声明了对应该芯片的中断向量，如下所示：/* BASIC INTERRUPT VECTOR TABLE FOR STM8 devices * Copyright (c) 2007 STMicroelectronics */ typedef void far (*interrupt_handler_t)(void); struct interrupt_vector unsigned char interrupt_instruction; interrupt_handler_t interrupt_handler; far interrupt void NonHandledInterrupt (void) /* in order to detect unexpected events during development, it is recommended to set a breakpoint on the following instruction */ return; extern void _stext(); /* startup routine */ struct interrupt_vector const _vectab = 0x82, (interrupt_handler_t)_stext, /* reset */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* trap */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq0 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq1 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq2 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq3 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq4 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq5 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq6 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq7 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq8 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq9 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq10 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq11 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq12 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq13 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq14 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq15 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq16 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq17 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq18 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq19 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq20 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq21 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq22 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq23 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq24 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq25 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq26 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq27 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq28 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq29 */;在stm8_interrupt_vector.c中，除了定义了中断向量表外，还定义了空的中断服务程序，用于那些不用的中断。当然在自动建立时，所有的中断服务都是空的，因此，除了第1个复位的向量外，其它都指向那个空的中断服务函数。生成框架后，就可以用Build菜单下的Rebuild All对项目进行编译和连接，生成所需的目标文件，然后就可以加载到STM8的芯片中，这里由于main()函数是一个空函数，因此没有任何实际的功能。不过我们可以把这个框架对应的汇编代码反出来，看看C语言生成的代码，这样可以更深入地了解C语言编程的特点。生成的代码包括4个部分，如图1、图2、图3、图4所示。 图1 图2 图3 图4 图1显示的是从内存地址8000H开始的中断向量表，中断向量表中的第1行82008083H为复位后单片机运行的第1跳指令的地址。从表中可以看出，单片机复位后，将从8083H开始运行。其它行的中断向量都指向同一个位置的中断服务程序80D0H。 图2显示的是3个字节，前2个字节8083H为复位后的第1条指令的地址，第3个字节是一个常量0，后面的启动代码要用到。 图3显示的是启动代码，启动代码中除了初始化堆栈指针外，就是初始化RAM单元。由于目前是一个空的框架，因此在初始化完堆栈指针（设置成0FFFH）后，由于8082H单元的内容为0，因此程序就跳到了80B1H，此处是一个循环，将RAM单元从0到5初始化成0。然后由于寄存器X设置成0100H，就直接通过CALL main进入C的main()函数。 图4显示的是main()函数和中断服务函数，main()函数对应的代码就是一个无限的循环，而中断服务函数就一条指令，即中断返回指令。 通过分析，可以看出用C语言编程时，比汇编语言编程时，就是多出了一段启动代码。 STM8的C语言编程（2） 变量空间的分配 采用C这样的高级语言，其实可以不用关心变量在存储器空间中是如何具体分配的。但如果了解如何分配，对编程还是有好处的，尤其是在调试时。例如下面的程序定义了全局变量数组buffer和一个局部变量i，在RAM中如何分配的呢？/* MAIN.C file * * Copyright (c) 2002-2005 STMicroelectronics */ unsigned char buffer10; / 定义全局变量 main() unsigned char i; / 定义局部变量 for(i=0;i<10;i+) bufferi = 0x55; 我们可以通过DEBUG中的反汇编窗口，看到如下的对应代码： 从这段代码中可以看到，全局变量buffer被分配到空间从地址0000H到0009H。而局部变量i则在堆栈空间中分配，通过PUSH A指令，将堆栈指针减1，腾出一个字节的空间，而SP+1指向的空间就是分配给局部变量使用的空间。由此可以得出初步的结论，对于全局变量，内存分配是从低地址0000H开始向上分配的。而局部变量则是在堆栈空间中分配。另外从上一篇文章中，可以知道堆栈指针初始化时为0FFFH。而根据PUSH指令的定义，当压栈后堆栈指针减1。因此堆栈是从上往下使用的。因此根据内存分配和堆栈使用规则，我们在程序设计时，不能定义过多的变量，免得没有空间给堆栈使用。换句话说，当定义变量时，一定要考虑到堆栈空间，尤其是那些复杂的系统，程序调用层数多，这样就会占用大量的堆栈空间。总之，在单片机的程序设计时，由于RAM空间非常有限，要充分考虑到全局变量、局部变量、程序调用层数和中断服务调用对空间的占用。 STM8的C语言编程（3） GPIO输出 与前些日子写的用汇编语言进行的实验一样，从今天开始，要在ST的三合一开发板上，用C语言编写程序，进行一系列的实验。首先当然从最简单的LED指示灯闪烁的实验开始。开发板上的LED1接在STM8的PD3上，因此要将PD3设置成输出模式，为了提高高电平时的输出电流，要将其设置成推挽输出方式。这主要通过设置对应的DDR/CR1/CR2寄存器实现。利用ST的开发工具，先生成一个C语言程序的框架，然后修改其中的main.c，修改后的代码如下。编译通过后，下载到开发板，运行程序，可以看到LED1在闪烁，且闪烁的频率为5HZ。 /* MAIN.C file * * Copyright (c) 2002-2005 STMicroelectronics */ #include "STM8S207C_S.h" / 函数功能：延时函数/ 输入参数：ms - 要延时的毫秒数，这里假设CPU的主频为2MHZ/ 输出参数：无/ 返 回 值：无/ 备 注：无void DelayMS(unsigned int ms) unsigned char i; while(ms != 0) for(i=0;i<250;i+) for(i=0;i<75;i+) ms-; / 函数功能：主函数/ 初始化GPIO端口PD3，驱动PD3为高电平和低电平/ 输入参数：ms - 要延时的毫秒数，这里假设CPU的主频为2MHZ/ 输出参数：无/ 返 回 值：无/ 备 注：无main() PD_DDR = 0x08; PD_CR1 = 0x08; / 将PD3设置成推挽输出 PD_CR2 = 0x00; while(1) PD_ODR = PD_ODR | 0x08; / 将PD3的输出设置成1 DelayMS(100); / 延时100MS PD_ODR = PD_ODR & 0xF7; / 将PD3的输出设置成0 DelayMS(100); / 延时100MS 需要注意的是，当生成完框架后，为了能方便使用STM8的寄存器名字，必须包括STM8S207C_S.h，最好将该文件拷贝到C:Program FilesSTMicroelectronicsst_toolsetinclude目录下，拷贝到工程目录下。或者将该路径填写到该工程的Settings中的C Compiler选项Preprocessor的Additional include中，这样编译时才会找到该文件。 STM8的C语言编程（4） GPIO输出和输入 今天要进行的实验，是利用GPIO进行输入和输出。在ST的三合一开发板上，按键接在GPIO的PD7上，LED接在GPIO的PD3上，因此我们要将GPIO的PD7初始化成输入，PD3初始化成输出。关于GPIO的引脚设置，主要是要初始化方向寄存器DDR，控制寄存器1（CR1）和控制寄存器2（CR2），寄存器的每一位对应GPIO的每一个引脚。具体的设置功能定义如下：DDR CR1 CR2 引脚设置0 0 0 悬浮输入0 0 1 上拉输入0 1 0 中断悬浮输入0 1 1 中断上拉输入1 0 0 开漏输出1 1 0 推挽输出1 X 1 输出（最快速度为10MHZ）另外，输出引脚对应的寄存器为ODR，输入引脚对应的寄存器为IDR。下面的程序是检测按键的状态，当按键按下时，点亮LED，当按键抬起时，熄灭LED。同样也是利用ST的开发工具，先生成一个C语言程序的框架，然后修改其中的main.c，修改后的代码如下。编译通过后，下载到开发板，运行程序，按下按键，LED就点亮，抬起按键，LED就熄灭了。另外，要注意，将STM8S207C_S.h拷贝到当前项目的目录下。 / 程序描述：检测开发板上的按键，若按下，则点亮LED，若抬起，则熄灭LED/ 按键接在MCU的GPIO的PD7上/ LED接在MCU的GPIO的PD3上 #include "STM8S207C_S.h" main() PD_DDR = 0x08; PD_CR1 = 0x08; / 将PD3设置成推挽输出 PD_CR2 = 0x00; while(1) / 进入无限循环 if(PD_IDR & 0x80) = 0x80) / 读入PD7的引脚信号 PD_ODR = PD_ODR & 0xF7; / 如果PD7为1，则将PD3的输出设置成0，熄灭LED else PD_ODR = PD_ODR | 0x08; / 否则，将PD3的输出设置成1，点亮LED STM8的C语言编程（5）8位定时器应用之一 在STM8单片机中，有多种定时器资源，既有8位的定时器，也有普通的16位定时器，还有高级的定时器。今天的实验是用最简单的8位定时器TIM4来进行延时，然后驱动LED闪烁。为了简单起见，这里是通过程序查询定时器是否产生更新事件，来判断定时器的延时是否结束。同样还是利用ST的开发工具，生成一个C程序的框架，然后修改其中的main.c，修改后的代码如下。编译通过后，下载到开发板，运行程序，可以看到LED在闪烁，或者用示波器可以在LED引脚上看到方波。在这里要特别提醒的是，从ST给的手册上看，这个定时器中的计数器是一个加1计数器，但本人在实验过程中感觉不太对，经过反复的实验，我认为应该是一个减1计数器（也许是我拿的手册不对，或许是理解上有误）。例如，当给定时器中的自动装载寄存器装入255时，产生的方波频率最小，就象下面代码中计算的那样，产生的方波频率为30HZ左右。若初始化时给自动装载寄存器装入1，则产生的方波频率最大，大约为3.9K左右。也就是说实际的分频数为ARR寄存器的值+1。 / 程序描述：通过初始化定时器4，进行延时，驱动LED闪烁/ LED接在MCU的GPIO的PD3上 #include "STM8S207C_S.h" main() / 首先初始化GPIO PD_DDR = 0x08; PD_CR1 = 0x08; / 将PD3设置成推挽输出 PD_CR2 = 0x00; / 然后初始化定时器4 TIM4_IER = 0x00; / 禁止中断 TIM4_EGR = 0x01; / 允许产生更新事件 TIM4_PSCR = 0x07; / 计数器时钟=主时钟/128=2MHZ/128 / 相当于计数器周期为64uS TIM4_ARR = 255; / 设定重装载时的寄存器值，255是最大值 TIM4_CNTR = 255; / 设定计数器的初值 / 定时周期=(ARR+1)*64=16320uS TIM4_CR1 = 0x01; / b0 = 1,允许计数器工作 / b1 = 0,允许更新 / 设置控制器，启动定时器 while(1) / 进入无限循环 while(TIM4_SR1 & 0x81) = 0x00); / 等待更新标志 TIM4_SR1 = 0x00; / 清除更新标志 PD_ODR = PD_ODR 0x08; / LED驱动信号取反 / LED闪烁频率=2MHZ/128/255/2=30.63 STM8的C语言编程（6）8位定时器应用之二 今天进行的实验依然是用定时器4，只不过改成了用中断方式来实现，由定时器4的中断服务程序来驱动LED的闪烁。实现中断方式的关键点有几个，第一个关键点就是要打开定时器4的中断允许位，在定时器4的IER寄存器中有定义。第二个关键点，就是打开CPU的全局中断允许位，在汇编语言中，就是执行RIM指令，在C语言中，用下列语句实现：_asm("rim");第3个关键点就是中断服务程序的框架或写法，中断服务程序的写法如下：far interrupt void TIM4_UPD_OVF_IRQHandler (void) / 下面是中断服务程序的实体 第4个关键点就是要设置中断向量，即将中断服务程序的入口填写到中断向量表中，如下所示，将IRQ23对应的中断服务程序的入口填写成TIM4_UPD_OVF_IRQHandlerstruct interrupt_vector const _vectab = 0x82, (interrupt_handler_t)_stext, /* reset */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* trap */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq0 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq1 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq2 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq3 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq4 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq5 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq6 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq7 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq8 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq9 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq10 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq11 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq12 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq13 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq14 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq15 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq16 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq17 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq18 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq19 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq20 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq21 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq22 */ 0x82, TIM4_UPD_OVF_IRQHandler,/* irq23 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq24 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq25 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq26 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq27 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq28 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq29 */;解决了以上4个关键点，我们就能很轻松地用C语言实现中断服务了。同样还是利用ST的开发工具，生成一个C程序的框架，然后修改其中的main.c，修改后的代码如下。另外还要修改stm8_interrupt_vector.c。编译通过后，下载到开发板，运行程序，可以看到LED在闪烁，或者用示波器可以在LED引脚上看到方波。 修改后的main.c如下：/ 程序描述：通过初始化定时器4，以中断方式驱动LED闪烁/ LED接在MCU的GPIO的PD3上 #include "STM8S207C_S.h" main() / 首先初始化GPIO PD_DDR = 0x08; PD_CR1 = 0x08; / 将PD3设置成推挽输出 PD_CR2 = 0x00; / 然后初始化定时器4 TIM4_IER = 0x00; / 禁止中断 TIM4_EGR = 0x01; / 允许产生更新事件 TIM4_PSCR = 0x07; / 计数器时钟=主时钟/128=2MHZ/128 / 相当于计数器周期为64uS TIM4_ARR = 255; / 设定重装载时的寄存器值，255是最大值 TIM4_CNTR = 255; / 设定计数器的初值 / 定时周期=(ARR+1)*64=16320uS TIM4_CR1 = 0x01; / b0 = 1,允许计数器工作 / b1 = 0,允许更新 / 设置控制器，启动定时器 TIM4_IER = 0x01; / 允许更新中断 _asm("rim"); / 允许CPU全局中断 while(1) / 进入无限循环 / 函数功能：定时器4的更新中断服务程序/ 输入参数：无/ 输出参数：无/ 返 回 值：无far interrupt void TIM4_UPD_OVF_IRQHandler (void) TIM4_SR1 = 0x00; / 清除更新标志 PD_ODR = PD_ODR 0x08; / LED驱动信号取反 /LED闪烁频率=2MHZ/128/255/2=30.63 修改后的stm8_interrupt_vector.c如下：/* BASIC INTERRUPT VECTOR TABLE FOR STM8 devices * Copyright (c) 2007 STMicroelectronics */ typedef void far (*interrupt_handler_t)(void); struct interrupt_vector unsigned char interrupt_instruction; interrupt_handler_t interrupt_handler; far interrupt void NonHandledInterrupt (void) /* in order to detect unexpected events during development, it is recommended to set a breakpoint on the following instruction */ return; extern void _stext(); /* startup routine */extern far interrupt void TIM4_UPD_OVF_IRQHandler (void); struct interrupt_vector const _vectab = 0x82, (interrupt_handler_t)_stext, /* reset */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* trap */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq0 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq1 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq2 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq3 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq4 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq5 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq6 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq7 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq8 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq9 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq10 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq11 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq12 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq13 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq14 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq15 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq16 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq17 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq18 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq19 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq20 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq21 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq22 */ 0x82, TIM4_UPD_OVF_IRQHandler,/* irq23 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq24 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq25 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq26 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq27 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq28 */ 0x82, NonHandledInterrupt, /* irq29 */; STM8的C语言编程（7）16位定时器的中断应用 在STM8中，除了有8位的定时器外，还有16位的定时器。今天进行的实验就是针对16位定时器2来进行的。除了计数单元为16位的，其它设置与前面8位的定时器基本一样。下面的程序也是采样中断方式，由定时器2的中断服务程序来驱动LED的闪烁。具体的程序代码如下，其它注意点见上一篇，另外要注意别忘了修改相应的中断向量。 / 程序描述：通过初始化定时器2，以中断方式驱动LED闪烁/ LED接在MCU的GPIO的PD3上 #include "STM8S207C_S.h" main() / 首先初始化GPIO PD_DDR = 0x08; PD_CR1 = 0x08; / 将PD3设置成推挽输出 PD_CR2 = 0x00; / 然后初始化定时器4 TIM2_IER = 0x00; / 禁止中断 TIM2_EGR = 0x01; / 允许产生更新事件 TIM2_PSCR = 0x01; / 计数器
