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关于单片机上for循环中运用ACC的隐蔽错误

已有 680 次阅读| 2015-5-20 10:15 |个人分类:转载

最近写了几个程序，一个是用51单片机读取模数传感器adc0832的电压值，一个是读取ds1302的时间值，结果都出现了读数一直为0的情况。我调试了近一个星期，修改了一个我认为不可能会错的句子，程序运行成功了，这才发现了一个极其隐蔽的错误。（我用的是xp系统，用keil4软件编译）

先上代码：第一个为错误代码，第二个为正确代码。这是用来向ds1302芯片写入命令或数据的函数。实现把8位的数据dat一位一位地写入ds1302的io口。其中ACC0为ACC的第0位。

[cpp]view plaincopy
//for(i=0;i<8;i++),ACC版  
  
void ds1302_input(uchar dat)  
{  
   uchar i;      //uchar= unsigned char  
  ACC = dat;   //ACC为51的累加器  
   for(i=0;i<8;i++)  
   {  
    DS1302_SCLK = 0;    //ds1302的时钟引脚  
    DS1302_IO = ACC0;    //ds1302的io口  
    DS1302_SCLK = 1;     //上升沿写入数据  
    ACC >>= 1;       //第一个不移动  
   }  
}  

[css]view plaincopy
//for(i=8;i>0;i--),ACC版  
  
void ds1302_input(uchar dat)  
{  
   uchar i;  
  ACC = dat;  
   for(i=8;i>0;i--)  
   {  
    DS1302_SCLK = 0;  
    DS1302_IO = ACC0;  
    DS1302_SCLK = 1; //上升沿写入数据  
    ACC >>= 1;     // 第一个不移动  
   }  
}  

认真对比这两个代码，可能会觉得没区别，而且这两个代码都可以通过编译（加上reg52.h和一些宏定义）。我也是一直认为for（）这里边没有错误，结果。。。成都网站推广试着修改时钟信号，增加延时之类的，调了好久还是错，严重打击我的自信心。这两个代码的区别就只有for(i=0;i<8;i++)和for(i=8;i>0;i--)了。学过c语言的人都知道，这两个句子都是实现一个8次的循环，功能一模一样。怎么会因为这个句子的区别就导致单片机控制的错误呢？神奇！

接着我试着把错误程序中的ACC改为51芯片的寄存器B，烧录进单片机，程序运行成功，跟“for(i=8;i>0;i--),ACC版”一样，lcd在很嚣张地显示着正确的时间（ for(i=0;i<8;i++),ACC版lcd的时间显示为0）。附：

[cpp]view plaincopy
//for(i=0;i<8;i++),寄存器B版  
void ds1302_input(uchar dat)  
{  
   uchar i;  
  B = dat;  
   for(i=0;i<8;i++)  
   {  
        DS1302_SCLK = 0;  
        DS1302_IO = B0;  
        DS1302_SCLK = 1; //上升沿写入数据  
        B >>= 1;  //第一个不移动  
   }  
}  

这样就知道原因了，使用for（i=0;i<8;i++）的运算中可能有累加器ACC参与了，导致修改了ACC的值，使写入的命令出现错误。但为什么for(i=8;i>0;i--)就没有ACC的参与呢？一个大大的问号。基于我调试了一个星期的程序，皆因为这一个神奇的错误，我实在不甘心，决定研究到底。于是，分别查看了这三个程序代码用 keil4 编译后得到的汇编代码。（学过汇编就是爽啊，哈）

[cpp]view plaincopy
;for(i=0;i>8;i++),ACC版     汇编中“;”后的这行句子是注释  
RSEG  ?PR?_ds1302_input?DS1302  
_ds1302_input:  
    USING   0  
;---- Variable 'dat?141' assigned to Register 'R7' ----  
    MOV     A,R7   ;实参值dat的数据存储到r7寄存器，把r7的值赋给累加器ACC  
    CLR     A      ;把ACC清零（就是因为这句子导致程序有问题）  
    MOV     R7,A   ;把ACC的值赋给R7  
?C0005:  
    CLR     DS1302_SCLK  ;时钟线sclk清零  
    MOV     C,ACC0       ;把ACC第0位赋值到进位寄存器C中  
    MOV     DS1302_IO,C  ;把c赋值给IO口，改变单片机的引脚值  
    SETB    DS1302_SCLK  ;时钟线sclk置1  
    CLR     C            ;进位寄存器c清零  
    RRC     A            ;ACC右移一位  
    INC     R7           ;寄存器R值加1  
    CJNE    R7,#08H,?C0005  ;r7的值与8比较，不相等跳转到？c005：循环  
?C0008:  
    RET  ;子函数返回   

[cpp]view plaincopy
;for（i=8;i>0;i--）ACC版  
RSEG  ?PR?_ds1302_input?DS1302  
_ds1302_input:  
    USING   0  
          
;---- Variable 'dat?040' assigned to Register 'R7' ----  
    MOV     A,R7     ;把实参值dat赋给寄存器ACC  
;---- Variable 'i?041' assigned to Register 'R7' ----  
    MOV     R7,#08H  ;把8赋值给寄存器R7  
?C0001:  
    CLR     DS1302_SCLK  ;此处跟i=0版的一样  
    MOV     C,ACC0  
    MOV     DS1302_IO,C  
    SETB    DS1302_SCLK  
    CLR     C  
    RRC     A  
    DJNZ    R7,?C0001   ;r7的值减1，不是零跳转到？c001，循环     
?C0004:  
    RET       

对比后，可以发现，出错的原因是for（i=0;i<8;i++）ACC版中，用ACC接收了实参（存储的为要写入的指令），然后在 for 循环前要给变量 “ i " 赋值时，要用到ACC清零，再把ACC中的零赋给 R7 ("i"的值存储在R7)。这样的话，原来存储在ACC中的写入指令就被清零，自然会导致控制出现错误，最终没法读取ds1302芯片的时间，故显示为零。

而在for（i=8;i>0;i--）ACC版中，也用ACC接收了实参的值，但在 for 循环前，给变量“ i ” 赋值时，赋值为8，不需要用到ACC，所以ACC一直是存储着实参中的指令，没有被清零，所以能够顺利地向ds1302发送指令，从而能够读取到时间。

总结：

因为用for（i=0;i<n;i++）类的指令会重复使用ACC而可能导致出错，而且，即使其它程序可能不会有这种用ACC来接收实参值的情况，但前者比for(i=n;i>0;i--)类的指令多了 CLR A 和 INC R7 两条指令，CJNE 指令又比较DJNZ指令多了一个字节的程序代码存储空间，在频率为12M的51单片机上体现为执行同样功能的程序，要多用2us，代码空间花多一字节。所以前者是毫无优势的，以后应养成用

for(i=n;i>0;i--)的习惯。

请不要反驳我用了这么长的时间去研究，只能使单片机执行快2us，而说我钻牛角尖，只是因为，这个错误导致我整个程序无法正常运行，这不是一件小事。

至于为什么要用到累加器ACC来接收实参，是因为后面的程序要把一个8位的实参一位一位地输出到一个io口，自定义一个变量的话，按位寻址好像比较麻烦，要经过一系列位运算，或者用bit定义8个位（有好的方法请告诉我，哈），而且我写不出来。而用ACC的话，可以很轻易地操作ACC的任意一位，如ACC0，ACC7。在网上查了一下，好像还有一种方法是定义一种叫位域的东东，我看的c语言的书都没介绍，所以还不是很了解。

/************************************************************/

刚刚想了一下，不用ACC 的方法，作一个位运算dat &0x01，修改如下：

[cpp]view plaincopy
//for(i=0;i<8;i++),ACC版  
  
void ds1302_input(uchar dat)  
{  
   uchar i;      //uchar= unsigned char  
    for(i=0;i<8;i++)  
   {  
    DS1302_SCLK = 0;    //ds1302的时钟引脚  
   &