Silicon Lahoratories公司的C8051F12X是與8051兼容，采用高速流水線工作方式,，70％指令的執(zhí)行時(shí)間為1個(gè)或2個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期的高速集成混合信號(hào)SoC微控制器,。片內(nèi)調(diào)試電路提供全速、非侵入式的在片／在系統(tǒng)調(diào)試,，支持?jǐn)帱c(diǎn),、單步、觀察點(diǎn),、堆棧監(jiān)視器,，可以觀察／修改存儲(chǔ)器和寄存器；使用內(nèi)部集成PLL,，時(shí)速度可達(dá)100MIPS或50MIPS,；對(duì)于需要大量常量代碼而又不想外擴(kuò)ROM的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，128KB的Flash是個(gè)很好的選擇,。
1 處理大量常量代碼面臨的困難
通常帶中文液晶顯示的系統(tǒng)采用的是不帶中文字庫(kù)的圖形液晶顯示模塊,，需要給點(diǎn)陣字庫(kù)分配存儲(chǔ)空間。常用的是16×16點(diǎn)陣字庫(kù),，每個(gè)漢字占用32字節(jié)存儲(chǔ)空間,，64KB空間可存儲(chǔ)2048個(gè)漢字。標(biāo)準(zhǔn)51MCU只能直接訪問64KB程序空間,，采用BANK技術(shù)可擴(kuò)展空間,，但處理編譯復(fù)雜,，且需要額外I／O口線作BANK選擇控制。有的系統(tǒng)是將字庫(kù)單獨(dú)燒寫到外部Flash中,，而硬件接法上使用數(shù)據(jù)空間地址,，但標(biāo)準(zhǔn)51 MCU數(shù)據(jù)空間也只有64KB，不進(jìn)行分頁(yè)外擴(kuò)同樣不能實(shí)現(xiàn)2048字以上的漢字存儲(chǔ),。此外,，程序運(yùn)行也需要數(shù)據(jù)空間，實(shí)際字庫(kù)容量更小,。C805lFl2X具有完善的片上外設(shè)資源,，8KB的片上RAM。特別是128KB的Flash資源,，不必外擴(kuò)存儲(chǔ)器即可實(shí)現(xiàn)帶較大容量的中文液晶顯示字庫(kù)的完整系統(tǒng),。
KEIL C5l是目前最流行的51系列MCU編譯器。
如果程序代碼與字庫(kù)常量代碼總和不超過64 KB,，則可在KEIL UV2的集成開發(fā)環(huán)境下,，通過安裝Silicon Laboratories公司的驅(qū)動(dòng)程序直接對(duì)C805lFl2X進(jìn)行編譯，并通過JTAG調(diào)試仿真器實(shí)現(xiàn)不占用戶資源的實(shí)時(shí)／斷點(diǎn)調(diào)試,。但當(dāng)程序代碼與字庫(kù)常量代碼總和超過64 KB時(shí),，在KEIL UV2下，只能采用BANK編譯技術(shù),。常量默認(rèn)設(shè)置是分配到低32 KB的COMMON區(qū),，而COMMON區(qū)還要存放中斷處理等代碼，因此如果想將點(diǎn)陣字庫(kù)常量分配到指定的BANK,，還需要采取其他方法,。
2 處理大量常量代碼的思路與實(shí)現(xiàn)
如果C8051F12X需要下載的程序代碼與字庫(kù)常量代碼總和超過64 KB，則可使用Silicon Laboratories公司的集成開發(fā)環(huán)境,。在此IDE中,，C805lFl2X的Flash編程是分4個(gè)BANK進(jìn)行的，每個(gè)BANK對(duì)應(yīng)一個(gè)HEX格式的代碼文件,。根據(jù)這樣的特點(diǎn),，可以繞開KEIL C5l編譯器，直接把點(diǎn)陣字庫(kù)或其他常量表格處理為標(biāo)準(zhǔn)HEX格式文件,，從而實(shí)現(xiàn)常量代碼在任意BANK的存放,。
假設(shè)一個(gè)點(diǎn)陣字庫(kù)含3200個(gè)常用漢字，需要分配32×3200=102 400字節(jié)空間,。設(shè)計(jì)上可以這樣分配空間：BANKl及BANK2全部使用,，各32 768字節(jié)，共可以存放2048個(gè)漢字的點(diǎn)陣。由于C805lFl2X最后1026字節(jié)為系統(tǒng)保留空間,，所以BANK3分配990個(gè)漢字的點(diǎn)陣,，占990×32=3l680字節(jié)，還剩162個(gè)漢字的點(diǎn)陣,，需5184字節(jié),，分配到COMMON(BANKO)的最高端。BANKl～BANK3的起始地址都是由8000H開始的,。對(duì)BANKO來說,，162個(gè)漢字的點(diǎn)陣字庫(kù)從613COH開始存放，這也意味著留給程序的空間不能超過27584字節(jié),。如果程序較大,，但不超過64KB，同時(shí)字庫(kù)不需要很大,，則可分配63KB為字庫(kù)，64 KB為程序(若程序用不完64 KB,，則多余空間也可分配給字庫(kù),，以擴(kuò)大字庫(kù)容量)。生成點(diǎn)陣字庫(kù)的HEX文件,，可采用ASM的DB定義方法,、C51的數(shù)組定義方法或者自己編寫運(yùn)行于PC的程序的方法。前兩種方式還需要經(jīng)KEIL編譯,，但可靈活選擇所需的漢字,。從編譯方面看，ASM的DB定義方式不需要額外設(shè)置編譯參數(shù),，比C51的數(shù)組定義方法要好,。通常字模軟件都有ASM格式和C51格式的選擇，可以利用其ASM格式輸出,，按上述空間分配原則,，分別對(duì)每個(gè)BANK做對(duì)應(yīng)的HEX文件。下面舉例說明,。假設(shè)使用4個(gè)ASM文件,，每個(gè)都是64字節(jié)。B0．ASM內(nèi)容是00H～3FH,，存放于BANK0從7FC0H開始的空間,；B1．ASM內(nèi)容是40H～7FH，B2．ASM內(nèi)容是80H～CFH,，B3．ASM內(nèi)容是DOH～FFH,，BANKl～BANK3均存放于各自BANK從8000H開始的空間，物理上分別位于C8051F12X的8000H,、10000H,、18000H開始的區(qū)域,。B0．ASM中的內(nèi)容為：
ORG 7FCOH
DB 000H．001H，002H,，003H+004H,，005H，006H,，007H
DB 008H,，009H，OOAH,，00BH,，OOCH，OODH,，00EH,，00FH
DB 010H，011H,，012H,，013H，014H,，015H,，016H，017H
DB 018H,，019H,，01AH，0lBH,，01CH,，01DH，01EH,，0lFH
DB 020H,，021H，022H,，023H,，024H，025H,，026H,，027H
DB 028H，029H,，02AH,，02BH，02CH，02DH,，02EH,，02FH
DB 030H，03lH,，032H,，033H，034H,，035H,，036H，037H
DB 038H,，039H,，03AH，03BH,，03CH,，03DH，03EH,，03FH
END,；
其他3個(gè)ASM文件格式一樣，但ORG全部改為8000H,，內(nèi)容也相應(yīng)替換。
3 生成HEX文件方法
啟動(dòng)UV2集成開發(fā)環(huán)境,，新建一項(xiàng)目,，由于現(xiàn)在儀為4個(gè)ASM的常量代碼表編譯H
EX文件，器件可選包含32 KB以上ROM的任意一型號(hào)的51MCU,?？紤]到以后實(shí)際使用C8051F12X，可以直接選擇C8051F12X,。不必配置Code Banking的選項(xiàng),，在Output選項(xiàng)卡的CreateHEX File選項(xiàng)上配置．以創(chuàng)建HEX文件；同時(shí),，注意每次修改ASM都修改Name of Executable右邊的文件名,，以免后續(xù)HEX文件覆蓋前次結(jié)果，如圖1所示,。
分別將4個(gè)ASM文件加入項(xiàng)目中,。每次只加入一個(gè)ASM文件，然后編譯生成HEX文件,，改換HEX文件名后移走原ASM文件,，再加入新的ASM文件。這樣就完成了4個(gè)HEX文件，設(shè)為B0．HEX～B3．HEX,。
在C8051F12X目標(biāo)板系統(tǒng)連接好JTAG調(diào)試器并正確配置后,，啟動(dòng)Silicon Laboratories的IDE集成開發(fā)環(huán)境，打開Debug菜單,，選擇Connect菜單項(xiàng),，以連接目標(biāo)器件與IDE；然后選擇該菜單下的Download Object File…,，彈出Download對(duì)話框,，對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行配置；最后單擊Download按鈕,，完成4個(gè)BANK的相關(guān)HEX文件下載,。4個(gè)BANK的參數(shù)配置如圖2所示。
KEIL UV2及Silicon Laboratories IDE只處理HEX描述的空間,，其他空間維持原態(tài),，所以可以預(yù)先把基本不再修改的常量代碼表下載到C8051F12X內(nèi)，之后只須單獨(dú)處理程序代碼,，但要保證程序代碼空間不超越預(yù)先分配給常量代碼的空間,。在KEIL UV2的配置對(duì)話框中可以限制編譯后的空間大小，如果源代碼編譯越界,，則有錯(cuò)誤提示,，且不能創(chuàng)建相應(yīng)的HEX文件，這有助于防止沖壞常量代碼,。
打開原來的UV2項(xiàng)目文件,，移出常量代碼表ASM文件，加入程序文件(C文件或ASM文件),，編譯通過后就可直接調(diào)試,，并可訪問先前下載過的常量代碼表數(shù)據(jù)。由圖3可知,，KEILUV2下顯示的4個(gè)BANK內(nèi)容確實(shí)為通過Silicon Laboratories IDE下載的相關(guān)HEX文件數(shù)據(jù),。
如果程序代碼比較大，但只要不超過64KB,，那么就可直接按非BANK方式編譯,。留給常量代碼的空間相應(yīng)要減少，可以使用BANK2和BANK3,；BANKl中能用的常量代碼空間取決于程序代碼大小,，地址必須高于程序代碼最后字節(jié)地址。下面以C8051F126讀取含32字節(jié)的數(shù)據(jù)塊函數(shù)為例,，代碼如下：
大量常量代碼不局限于字庫(kù)應(yīng)用,。作者開發(fā)的UHF段RFID系統(tǒng),，需要使用較多的C805lFl26的自帶外設(shè)。其他51核MCU不加外擴(kuò)無法滿足要求,，故選用由C8051F126為管理控制器,，F(xiàn)PGA為信號(hào)處理器。其中,，C8051F126內(nèi)程序量只有18 KB,，F(xiàn)PGA的固件有98 KB。為充分利用C8051F126,，將FPGA的BIN數(shù)據(jù)存放到C805lFl26的4個(gè)BANK中,，F(xiàn)PGA綜合軟件生成的文件是BIN方式的文件，所以我們自行設(shè)計(jì)了一套運(yùn)行于PC的轉(zhuǎn)換程序,，輸入FPGA的固件BIN文件后,，自動(dòng)按照配置的地址空間生成4個(gè)HEX文件，然后利用Silicon La-boratones IDE將這4個(gè)文件下載到C8051F126中,。程序的函數(shù)從Flash中讀取代碼后配置FPGA,。
結(jié)語
通過繞開KEIL C51對(duì)常量代碼分配在COMMON區(qū)的限制，將常量代碼分配到任意BANK的方法,，解決了一些需要存儲(chǔ)大量常量代碼的固件程序員使用KEIL C51無法編譯通過的問題,。為許多帶有中文液晶顯示功能的系統(tǒng)提供了較好的設(shè)計(jì)參考思路。