Области действия переменных и функций в языке программирования С-51

Любой объект, который объявляется в программе, написанной на языке программирования C-51, имеет область действия. В языке программирования С область действия объекта распространяется на всю программу, то есть любой объект является глобальным.

К объектам запрещено обращение до того, как они будут объявлены, поэтому при обращении к объекту, объявленному в другом программном модуле этот объект должен быть объявлен в данном программном модуле как external. Например:

extern char code ERROR []; /*Строка сообщения об ошибке */

extern struct mrec current; /* Текущее измерение */

extern struct interval setinterval; /* Значения установленных интервалов */

extern struct interval counter; /* Счетчик интервалов */

При использовании внутри модуля переменной, уже объявленной в другом модуле, могут возникнуть проблемы при связывании программы. Если использование переменной с тем же именем, что и в другом модуле делает программу более наглядной, то можно в одном из модулей (или во всех сразу) с атрибутом static. Например:

static int i; //Глобальная переменная, недоступная из других модулей (а значит и не мешающая)

void tmp(void)

{i=5;

}

Некоторые блоки могут содержать структурные операторы, как показано в следующих примерах. Использование внутренних блоков позволяет объявлять локальные переменные. Использование локальных переменных позволяет использовать одни и те же ячейки памяти для различных переменных* и тем самым экономить ресурсы памяти данных.

Пример 1:

Пример 2:

Локальные переменные существуют только в пределах структурного оператора. Если внутри структурного оператора были присвоены локальным переменным какие-то значения, то не следует ожидать, что вернувшись снова в этот оператор, переменные сохранят присвоенные ранее или вычисленные значения.

В случае, если требуется сохранить значение переменных и при повторном вхождении в подпрограмму или структурный оператор, эту переменную необходимо объявить с атрибутом static. Например:

void tmp(void)

{static int i=5;

}

То же самое относится и к подпрограммам. Если требуется объявить подпрограмму, которая не должна быть видна из других модулей, то ее необходимо объявить с атрибутом static. Это кроме прочего приведет к тому, что если эта подпрограмма не используется и в данном модуле, то она просто не будет транслироваться и занимать место в памяти программ. Пример объявления подпрограммы с атрибутом static:

static void tmp(void)

{i=5;

}

Иногда требуется локальные переменные хранить не в одних и тех же ячейках памяти, а в стеке. Это требуется, например при вызове подпрограммы самой из себя. В таком случае подпрограмма должна быть объявлена как reentrant.

* Для тех читателей что вышли на эту страницу по поиску прошу обратить внимание, что здесь рассматривается не стандартный язык программирования С, а язык, адаптированный к микроконтроллерам серии MCS-51. Имеются отличия!

Многомодульные программы*.

Язык программирования C-51 позволяет писать многомодульные программы.

Оттранслированный программный модуль сохраняется в виде отдельного файла в объектном формате, где кроме машинных команд сохраняется информация о именах переменных, адресах команд, требующих модификации при объединении модулей в единую программу и отладочная информация.

Раздельная трансляция программы возможна при использовании двух программ: транслятора исходного текста программы c-51 и редактора связей bl-51.

При программировании на языке С раздельная трансляция не вызывает каких либо проблем. Однако если при компиляции исходного текста программы транслятор обнаружит переменную, которая не была заранее объявлена, то будет сформировано сообщение об ошибке и объектный модуль будет стёрт с диска компьютера.

Для того, чтобы транслятор вместо формирования сообщения об ошибке записал в объектный модуль информацию, необходимую для редактора связей, нужно осуществить объявление внешних переменных подпрограмм и меток. Для объявления внешних переменных после обычного объявления добавляется слово extern. При таком объявлении при трансляции исходного текста программы для переменной память данных для переменных не распределяется, а создаются соответствующие записи для редактора связей, позволяющие осуществить соответствующие вызовы подпрограмм и переходы между модулями, а также обращение к переменным другого модуля. Пример объявления внешних переменных на языке программирования C-51:

extern char RejRab;

extern char UrovGr;

extern int NomKan;

extern bit Sost;

extern bit Soob;

В этом объявлении перечисляются переменные, точное значение которых редактор связей должен получить из другого модуля и модифицировать все команды микроконтроллера, в которых эти переменные используются.

Все используемые в модуле подпрограммы должны быть предварительно объявлены или определены. Это же относится и к подпрограммам из других модулей. При объявлении подпрограммы должны быть полностью объявлены все ее параметры. Пример объявления внешних подпрограмм на языке программирования С-51:

char TestOZU(void);

char Rd558(char AdrRAM,char NachAdr,char Nbyte);

char Wr558(char AdrRAM,char NachAdr,char Nbyte);

В языке программирования С все подпрограммы и глобальные переменные доступны из любого модуля по умолчанию, поэтому никаких особых действий при написании подпрограммы, используемой в других модулях, не требуется.

Программа bl-51 объединяет несколько объектных файлов (модулей) в один. Для объединения нескольких модулей в исполняемую программу имена всех модулей передаются в редактор связей в качестве параметров при запуске этой программы. Пример вызова редактора связей из командной строки DOS для объединения трёх модулей:

bl51.exe progr.obj, modul1.obj, modul2.obj

В результате работы редактора связей (компоновщика) в этом примере будет создан исполняемый модуль с именем progr.

Как уже указывалось ранее, намного удобнее пользоваться готовой средой программирования, где для объединения модулей в единую программу достаточно просто включить все необходимые модули в программный проект, пользуясь окном менеджера проекта.

Необходимость предварительного объявления внешних переменных и подпрограмм приводит к тому, что исходный текст программы загромождается этими объявлениями и найти собственно программу становится сложно. Кроме того при таких объявлениях возможно возникновение ошибок. Поэтому лучше вынести объявления подпрограмм и переменных в отдельные файлы, которые затем могут быть подключены в исходный текст программы директивой #include.

Наименьшая вероятность ошибиться при описании переменных и подпрограмм у программиста, который писал исходный текст модуля, к подпрограммам и переменным которого нужно обращаться из других модулей. Поэтому правила хорошего тона предполагают, что этот программист будет поставлять не только объектный модуль, но и файл описания своих переменных с атрибутом EXTERN. Такие файлы называются файлами заголовками и обычно записываются с расширением *.h. Пример исходного текста модуля приведён ниже:

/*Исходный текст модуля comm.с*/

char NomPult extern;

Bufer(7) byte external,

RejRab byte public,

NomKan word public,

PrmSoob: procedure using 2;

declare

i byte;

for i=0 to KolBytes;

do while not RI;end;

BufInd(i)=SBuf;

RI=0;

end;

Soob=true;

end PrmSoob;

PriemKom: procedure interrupt 4 using 2;

KodKom=(SBuf and 0f0h)/16;

KolBytes=SBuf and 0fh;

RI=0;

If KodKom=KomSoob then call PrmSoob;

If KodKom=KomSost then call PrmSost;

end PriemKom;

/*------- Конец модуля ---------*/

Исходный текст файла-заголовка этого модуля:

/*Начало файла заголовка comm.h*/

declare

RejRab byte external,

NomKan word external,

PriemKom:procedure external;end PriemKom;

/*------- Конец файла заголовка---------*/

Теперь для того, чтобы воспользоваться приведённым выше модулем достаточно записать строку:

#include

Естественно, так как процесс трансляции разбит на два этапа, то ошибки могут возникать не только на этапе трансляции модулей, но и при связывании модулей в исполняемую программу. Наиболее распространённые ошибки - это забыть включить имя объектного модуля в строку вызова редактора связей, забыть объявить переменную или подпрограмму как PUBLIC или использовать одни и те же адреса для переменных или констант в различных модулях. Сообщения об этих ошибках выводятся в файл с расширением *.m51.

Полный путь написания программ на языке программирования с-51 показан на рисунке 1 файла описания языка программирования c-51.

* Для тех читателей что вышли на эту страницу по поиску прошу обратить внимание, что здесь рассматривается не стандартный язык программирования С, а язык, адаптированный к микроконтроллерам серии MCS-51. Имеются отличия!

Дата добавления: 2014-01-07