51单片机资源扩展:从片内ROM跳转到片外ROM

源于一年前想自己动手给51写个OS，编译选Large模式，调试时整个流程都跑的好好的，可是烧写到片上后得不到预期的效果，后来查书才知道51单片机片上只有4KRom，如果没有扩展片外Rom，当访问4K以外的程序空间，程序指针又会回到最开始执行。参考手册扩展片外Rom后，能访问达64K的程序空间。网上能搜索到的扩展方式都是将EA引脚接地，让MCU上电后从外部ROM开始执行。但查看芯片手册，明明说EA为高时，程序从片内ROM执行，当执行到0x1000以上地址时(标准51单片机)，会跳转到片外ROM执行。按网上的做法，为了扩展个片外ROM，片内的基本ROM都不用了，有点浪费了，于是开始找资料如何从片内跳转到片外执行。

射人先射马，发帖先上图，仿真图如下:

此处EA脚没有接地。如果想简单粗暴的加电时从片外ROM执行，EA引脚接地，双击U2（27C64）Image File选Hex然后就可以了，这不是本文的重点，略过，后面可能会写到。

跳转，最简单的方式用LJMP，当然也可以用把跳转地址压入栈，然后ret过去，不过这种方式我没尝试成功。

考虑到汇编写代码太苦逼，写规模大一点的代码还得靠C，因此程序的效果是:main函数在片内执行，流水灯代码存放在片外Rom，main函数跳转到流水灯中执行。

因为是一种尝试，所以从写汇编代码开始(加载地址容易控制:ORG指定即可)

1）用汇编代码跳转:

AT89C51中的代码:

ORG 0000H
LJMP 1000H
END

#####################

27C64中代码:

ORG 1000H
STAR:
MOV A,#0AAH
MOV P1,A
MOV A,#55H
MOV P1,A
SJMP STAR
END

程序运行起来后，PC寄存器指向0x0000处的LJMP 0x1000,然后跳到27C64处执行。起初，在27C64 0x0000处搜索编码，没找到，查阅手册后知，当PC超过0FFFH时，会转向片外程序存储空间1000H-FFFFH执行程序。

[27C64处的内容]

2)用C代码跳转:
#include
int main()
{
int i=0;
i++;

/*

执行一些初始化逻辑，或者接受交互内容，按不同的输入，跳转到片外ROM

*/

#pragma asm
LJMP 0x1000
#pragma endasm
while(1);
}

C代码中嵌入汇编，做跳转。

这个连接中有相关的设置 http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_1721.HTM 如果不做设置，连接时会有警告找不到C_STARTUP，也不会运行到代码中。

调试运行，由于KEIL C加了启动代码，在protues仿真时有一长段麻烦的初始化堆栈的过程，因为没有源码，连设置断点都不行，只能按着F11傻等着。最终当然也是能跳转到片外ROM执行的。

3)片外ROM存放由KEIL C编写的HEX文件

这个摸索了很久才摸索出来！代码如下：

#include

int main()
{
while(1)
{
P1 = 0x33;
P1 = 0xcc;
}
}

首先，由于KEIL C创建的新工程会添加启动代码(startup.a51)，这个前面说过用来初始化C语言运行的堆栈。因为我的程序是从片内ROM跳转过来运行的，至少已经被初始化了一次，再初始化一次，原本保留的变量全没了，因此在创建工程的时候，跳过添加startup.a51这个文件。带来的不便是：程序没有C环境，想要在调试是不可能了。

hex文件是生成了，加载，但是从片内ROM跳转过来后，P1口的内容不是0x33/0xCC而是上一次运行时的0x55/0xAA，why?代码写错了？

查看27C64的内存印象:

0x0000H的内容是:

75 90 33和75 90 CC是往P1端口写入0x33/0xCC---就是现在的代码

再查看0x1000H的内容:

74 AA对应MOV A,#0AAH,F5 90 对应MOV 90,A，明显是上次仿真时的结果!

好吧，现在得想办法把代码加载到0x1000的位置，ORG是用不上了，得用其他办法。

在我的另一篇文章 中提到，INTEL HEX文件格式中每个规则开始处都有地址，那好先看看这段代码的地址:

:08000F007590337590CC80F868
:03000000020003F8
:0C000300787FE4F6D8FD75810702000F3D
:00000001FF

080000F007 08是这行的长度8字节，后面的0000是这行加载位置，从0x0000开始。shit，难怪加载补上。先手动修改地址，修改玩以后，protues提示HEX校验码不对，仿真失败。无奈，只能想其他办法了。加载地址一般是由连接器在连接阶段确定的(<程序员的自我修养>一书中有提到)，既然这样，看看keil c在链接时有没有什么参数可以设置:

BL51是KEIL C的连接器，Code这个位置好像是，那就试试填入0x1000，然后再编译连接:

:08100C007590337590CC80F85B
:03000000021000EB
:0C100000787FE4F6D8FD75810702100C23
:00000001FF

这次生成的HEX文件，链接地址部分已经被改为0x100C。再仿真一次，不过这次仿真前要把片内ROM的跳转地址改为LJMP 0x1003，要不然指不准执行了非法指令。

27C64 0x100C处的内容75 90 33对应汇编语句 MOV 90,#33H 75 90 CC对应汇编语句MOV 90,#0CCH这正是c代码的内容，而且P1口的内容也是CC。

至此，从片内ROM跳