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)行時間為1個或2個系統(tǒng)時鐘周期的高速集成混合信號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,、單步,、觀察點、堆棧監(jiān)視器,，可以觀察／修改存儲器和寄存器,；使用內(nèi)部集成PLL，時速度可達(dá)100MIPS或50MIPS,；對于需要大量常量代碼而又不想外擴(kuò)ROM的系統(tǒng)設(shè)計,，128KB的Flash是個很好的選擇。
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的圖形液晶顯示模塊,，需要給點陣字庫分配存儲空間,。常用的是16×16點陣字庫，每個漢字占用32字節(jié)存儲空間,，64KB空間可存儲2048個漢字,。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)是將字庫單獨燒寫到外部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)行分頁外擴(kuò)同樣不能實現(xiàn)2048字以上的漢字存儲,。此外,，程序運行也需要數(shù)據(jù)空間，實際字庫容量更小,。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)存儲器即可實現(xiàn)帶較大容量的中文液晶顯示字庫的完整系統(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)動程序直接對C805lFl2X進(jìn)行編譯，并通過JTAG調(diào)試仿真器實現(xiàn)不占用戶資源的實時／斷點調(diào)試,。但當(dāng)程序代碼與字庫常量代碼總和超過64 KB時,，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，因此如果想將點陣字庫常量分配到指定的BANK,，還需要采取其他方法,。
2 處理大量常量代碼的思路與實現(xiàn)
如果C8051F12X需要下載的程序代碼與字庫常量代碼總和超過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BANK進(jìn)行的，每個BANK對應(yīng)一個HEX格式的代碼文件,。根據(jù)這樣的特點,，可以繞開KEIL C5l編譯器，直接把點陣字庫或其他常量表格處理為標(biāo)準(zhǔn)HEX格式文件,，從而實現(xiàn)常量代碼在任意BANK的存放,。
假設(shè)一個點陣字庫含3200個常用漢字，需要分配32×3200=102 400字節(jié)空間,。設(shè)計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個漢字的點陣,。由于C805lFl2X最后1026字節(jié)為系統(tǒng)保留空間,，所以BANK3分配990個漢字的點陣，占990×32=3l680字節(jié),，還剩162個漢字的點陣,，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BANKO來說，162個漢字的點陣字庫從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,，同時字庫不需要很大,，則可分配63KB為字庫,，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,，以擴(kuò)大字庫容量),。生成點陣字庫的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,，分別對每個BANK做對應(yīng)的HEX文件,。下面舉例說明。假設(shè)使用4個ASM文件,，每個都是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UV2集成開發(fā)環(huán)境，新建一項目,，由于現(xiàn)在儀為4個ASM的常量代碼表編譯H
EX文件,，器件可選包含32 KB以上ROM的任意一型號的51MCU?？紤]到以后實際使用C8051F12X,，可以直接選擇C8051F12X。不必配置Code Banking的選項,，在Output選項卡的CreateHEX File選項上配置．以創(chuàng)建HEX文件,；同時，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ASM文件加入項目中,。每次只加入一個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Silicon Laboratories的IDE集成開發(fā)環(huán)境，打開Debug菜單,，選擇Connect菜單項,，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對話框,，對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行配置；最后單擊Download按鈕,，完成4個BANK的相關(guān)HEX文件下載,。4個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BANK內(nèi)容確實為通過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)計了一套運行于PC的轉(zhuǎn)換程序,，輸入FPGA的固件BIN文件后,，自動按照配置的地址空間生成4個HEX文件，然后利用Silicon La-boratones IDE將這4個文件下載到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)計參考思路。