PICC编译环境编写PIC单片机程序的探讨

目前，Microchip公司生产的PIC系列单片机以其低成本、低功耗、高性能、开发速度快且一次性用户可编程等优点迅速占领了国内市场，成为国内销售量最大的单片机。但国内介绍其C语言开发工具的书籍和文章却比较少，在开发过程中给广大程序员带来了许多困难和不便。

Microchip公司没有针对中低档系列PIC单片机的C语言编译器，但很多专业的第三方公司提供众多支持PIC单片机的C语言编译器，常见的有Hitech、CCS、IAR以及Bytecraft等公司。Hitech公司的PICC编译器稳定可靠，编译生成的代码效率高，在用PIC单片机进行系统设计和开发的工程师群体中得到广泛认可。因此，本文主要以HiTech PICC为基础，介绍PIC的C语言的基本特点。

1 HiTech PICC语言的特点

PICC基本上符合ANSI标准，但是不支持函数的递归调用，其主要原因是PIC单片机特殊的堆栈结构。PIC单片机中的堆栈是硬件实现的，其深度已随芯片固定，无法实现需要大量堆栈操作的递归算法；另外在PIC单片机中实现软件堆栈的效率也不是很高。为此，PICC编译器采用一种“静态覆盖”技术，以实现对C语言函数中的局部变量分配固定的地址空间。经这样处理后产生出的机器代码效率很高。当代码量超过4KB后，C语言编译出的代码长度与全部用汇编代码实现的差别已经不是很大（<10%），当然前提是在整个C代码编写过程中需时时注意所编写语句的效率。

2 PICC中的变量

PICC中的变量类型和标准C语言一样，这里不再重复。为了使编译器产生最高效的机器码，PICC把单片机中数据寄存器的bank交由编程员自己管理，因此在定义用户变量时必须自己决定这些变量具体放在哪一个bank中。如果没有特别指明，所定义的变量将被定位在bank0。定义在其他bank内的变量前面必须加上相应的bank序号，例如：

bank1 unsigned char temp;//变量定位在bank1中

中档系列PIC单片机数据寄存器的一个bank大小为128B，除前面若干字节的特殊功能寄存器区域，在C语言中某一bank内定义的变量字节总数不能超过可用RAM字节数。如果超过bank容量，在最后连接时会报错，大致信息如下：

Error[000]:Can’t find 0x12C words for psect rbss_1 in segmentBANK1

链接器提示，总共有0x12c（300）字节准备放到bank1中，但bank1容量不够。虽然变量所在的bank定位必须由编程员自己决定，但编写源程序时在进行变量存取操作前无需再特意编写设定bank的指令。C编译器会根据所操作的对象自动生成对应bank设定的汇编指令。为避免频繁的bank切换以提高代码效率，尽量把实现同一任务的变量定位在同一个bank内；对不同bank内的变量进行读写操作时也尽量把位于相同bank内的变量归并在一起进行连续操作。

bit型位变量只能是全局的或静态的。PICC将把定位在同一bank内的8个位变量合并成一个字节存放于一个固定地址。PICC对整个数据存储空间实行位编址，0x000单元第0位位地址是0x0000，以此类推，每个字节有8个位地址。如果一个位变量flag1被编址为0x123，那么实际的存储空间位于：

字节地址＝0x123/8 = 0x24

位偏移＝0x123%8 = 3

即flag1位变量位于地址为0x24字节的第3位。在程序调试时如果要观察flag1的变化，必须观察地址为0x24的字节而不是0x123。PICC在编译原代码时只要有可能，对普通变量的操作也将以最简单的位操作指令来实现。假设一个字节变量tmp最后被定位在地址0x20,那么

tmp | =0x80=>bsf 0x20.7

另外，函数可以返回一个位变量，返回的位变量将存放于单片机的进位位中返回。

3 PICC中的指针

3.1 指向RAM的指针

PICC在编译C源程序时，将指向RAM的指针操作最终用FSR来实现间接寻址。FSR能够直接连续寻址的范围是256B，所以一个指针可以同时覆盖2个bank的存储区域（bank0/1或bank2/3，一个bank区域是128 B）。要覆盖最大512B的内部数据存储空间，在定义指针时必须明确指定该指针适用的寻址区域。例如：

unsigned char *pointer0; //定义覆盖bank0/1的指针

bank2 char *pointer1;//定义覆盖bank2/3的指针

既然定义的指针有明确的bank适用区域，在对指针变量赋值时就必须实现类型匹配，否则将产生错误，例如：

unsigned char *pointer0; //定义指向bank0/1的指针  
bank2 unsigned char buff;//定义bank2/3中的一个缓冲区

程序语句：

pointer() =buff;//错误！试图将bank2内的变量地址赋给指向bank0/1的指针

若出现此类错误的指针操作，PICC在最后链接时会告知类似于下面的信息：

Fixup overflow in expression (…)

3.2 指向ROM常数的指针

如果一组变量是已经被定义在ROM区的常数，那么指向其的指针可以这样定义：

const unsigned char company[]="software"