接触单片机有几年的时间了,一直专注于如何在单片机上写一些应用,对单片机如何启动的知之甚少,惭愧惭愧。。。今天得空整理了一下,加深了对单片机的认识,如为什么定义data区里的变量重新开机的初始值为0。
单片机在开机上电后,会执行startup.A51文件的指令,我分析了一下某个项目中这个文件里的指令,在这里单片机会做如下几件事情:
- 初始化8051硬件堆栈的大小和堆栈指针;
- 初始化中断向量表,分配每个中断的入口地址和中断服务函数;
- 初始化内部RAM空间,即DATA/IDATA,将内容清零;
- 初始化外部RAM空间,即XDATA/PDATA,将内容清零;
- 初始化SMALL/COMPACT/LARGE模式下reentrant函数使用的堆栈指针;
- 调用main()函数,去执行我们编写的代码。
当用keil作为开发环境,创建一个工程时,需要选择所使用的单片机型号,然后Keil会将相应单片机的startup.A51文件拷贝到工程目录下,在编译时,该文件会被编译到最终的目标文件中。一般情况下,这个文件是不需要我们做修改的,保持默认状态即可,所以可能很多人对此文件不太熟悉。下面是具体的code以及我的个人分析:
$NOMOD51 ;取消8051对SFR的预定义,由用户自行定义。
; 以下定义3个SFR
sfr CLKSEL = 0x8F
sfr P3 = 0xB0
sfr MMU_SEL = 0xC3
; 以下初始化IDATA, XDATA和PDATA存储区
IDATASTART EQU 00H ; the absolute start-address of IDATA memory
IDATALEN EQU 100H ; the length of IDATA memory in bytes.
;
XDATASTART EQU 0H ; the absolute start-address of XDATA memory
XDATALEN EQU 0F00H ; the length of XDATA memory in bytes.
;
PDATASTART EQU 0H ; the absolute start-address of PDATA memory
PDATALEN EQU 100H ; the length of PDATA memory in bytes.
; 定义存储PLL值的地址。
PLLADDR EQU 0xEFFF
;
; 当函数是可重入的(用reentrant关键字修饰),以下初始化可重入函数所使用的堆栈, 考虑到了三种编译模式SMALL/COMPACT/LARGE。
; Stack Space for reentrant functions in the SMALL model.
IBPSTACK EQU 0 ; set to 1 if small reentrant is used.
IBPSTACKTOP EQU 0FFH+1 ; set top of stack to highest location+1.
;
; Stack Space for reentrant functions in the LARGE model.
XBPSTACK EQU 0 ; set to 1 if large reentrant is used.
XBPSTACKTOP EQU 0FFFFH+1; set top of stack to highest location+1.
;
; Stack Space for reentrant functions in the COMPACT model.
PBPSTACK EQU 0 ; set to 1 if compact reentrant is used.
PBPSTACKTOP EQU 0FFFFH+1; set top of stack to highest location+1.
;
;
; 初始化PDATA区
; Page Definition for Using the Compact Model with 64 KByte xdata RAM
;
; The following EQU statements define the xdata page used for pdata
; variables. The EQU PPAGE must conform with the PPAGE control used
; in the linker invocation.
;
PPAGEENABLE EQU 1 ; set to 1 if pdata object are used.
PPAGE EQU 0 ; define PPAGE number.
PPAGE_SFR DATA 0A0H
START_GPNVM_CODE EQU 00H ; Start of Code
;
;
; Standard SFR Symbols
ACC DATA 0E0H
B DATA 0F0H
SP DATA 81H
DPL DATA 82H
DPH DATA 83H
P2 DATA 0A0H
NAME ?C_STARTUP ;定义这段汇编代码在obj文件中的名字
; 声明三个在外部定义的中断函数, 以便在本模块中调用
EXTRN CODE (TrqIsr)
EXTRN CODE (uartISR)
EXTRN CODE (FlashInterrupt)
; 声明段C_C51STARTUP和STACK存储位置
?C_C51STARTUP SEGMENT CODE
?STACK SEGMENT IDATA
; 选择STACK段,并设定STACK的size
RSEG ?STACK
DS 96
; 选择地址0x00(CODE区),并跳转到0x0200(CODE区)的位置
CSEG AT 0x00
LJMP 0x0200
EXTRN CODE (?C_START) ;声明外部段名 C_START,以便在本模块中调用
PUBLIC ?C_STARTUP ;声明在本文件中定义的段C_STARTUP为public的,以供其他模块调用
; 选择地址0x0200(CODE区),并跳转到 STARTUP1(CODE区)的位置
CSEG AT 0x0200
?C_STARTUP: LJMP STARTUP1
; 以下是中断向量表,分配每个中断的地址和对应的中断服务函数。
CSEG AT START_GPNVM_CODE+0BH ; IT timer 0
; gpnvmVectorEtuCnt:
LJMP TrqIsr
RETI
; LJMP InterruptRoutineVectorEtuCnt
CSEG AT START_GPNVM_CODE+13H ; MMU COB or DOB or OVD
; gpnvmVectorFault:
LJMP uartISR
RETI
CSEG AT START_GPNVM_CODE+23H ; MMU COB or DOB or OVD
; gpnvmVectorFault:
LJMP FlashInterrupt
RETI
; 选择C_C51STARTUP段所在地址
RSEG ?C_C51STARTUP
STARTUP1:
MOV MMU_SEL,
MOV P3,
;初始化单片机的时钟频率
MOV DPTR,
MOVX A,@DPTR
ANL A,
MOV CLKSEL, A
; 初始化 IRAM (0x00 - 0xFF)
IF IDATALEN <> 0
MOV R0,
; MOV R1,
CLR A
IDATALOOP: MOV @R0,A
; INC R1
DJNZ R0,IDATALOOP
ENDIF
; 初始化 XRAM
IF XDATALEN <> 0
MOV DPTR,
MOV R7,
IF (LOW (XDATALEN)) <> 0
MOV R6,
ELSE
MOV R6,
ENDIF
CLR A
XDATALOOP: MOVX @DPTR,A
INC DPTR
DJNZ R7,XDATALOOP
DJNZ R6,XDATALOOP
ENDIF
; 初始化PDATA
IF PPAGEENABLE <> 0
MOV P2,
ENDIF
IF PDATALEN <> 0
MOV R0,
MOV R7,
CLR A
PDATALOOP: MOVX @R0,A
INC R0
DJNZ R7,PDATALOOP
ENDIF
; 初始化reentrant函数使用的堆栈指针(SMALL/COMPACT/LARGE)
IF IBPSTACK <> 0
EXTRN DATA (?C_IBP)
MOV ?C_IBP,
ENDIF
IF XBPSTACK <> 0
EXTRN DATA (?C_XBP)
MOV ?C_XBP,
MOV ?C_XBP+1,
ENDIF
IF PBPSTACK <> 0
EXTRN DATA (?C_PBP)
MOV ?C_PBP,
ENDIF
MOV SP,
; 声明外部定义的函数B_SWITCH0,并调用之
EXTRN CODE (?B_SWITCH0)
CALL ?B_SWITCH0 ; init bank mechanism to code bank 0
LJMP ?C_START ;调用main()函数
END
这个是编译输出文件.lst中的部分代码在code区的分配情况,结合汇编代码,我们可以知道在code区某个位置存放的是什么指令。
000000H 000002H 000003H --- OFFS.. CODE ?CO?STTF06?3 ;此处存放的代码为 LJMP 0x0200
000003H 00000AH 000008H --- --- **GAP**
00000BH 00000EH 000004H --- OFFS.. CODE ?CO?STTF06?5 ;此处存放的代码为 LJMP TrqIsr
00000FH 000012H 000004H --- --- **GAP**
000013H 000016H 000004H --- OFFS.. CODE ?CO?STTF06?6 ;此处存放的代码为 LJMP uartISR
000017H 000022H 00000CH --- --- **GAP**
000023H 000026H 000004H --- OFFS.. CODE ?CO?STTF06?7 ;此处存放的代码为 LJMP FlashInterrupt
000027H 0001FFH 0001D9H --- --- **GAP**
000200H 000202H 000003H --- OFFS.. CODE ?CO?STTF06?4 ;此处存放的代码为 LJMP STARTUP1
000203H 0006E9H 0004E7H BYTE UNIT CODE ?C?LIB_CODE
0006EAH 0007A0H 0000B7H BYTE UNIT CODE ?C_C51STARTUP ;此处存放的代码为 段?C_C51STARTUP的内容,对单片机的硬件做初始化
下面是描述startup.A51的流程图,作为这次学习的总结。