8051 Code Banking

雖然是 Keil C 裡的8051 的寫法...版主還是把他歸納成USB DIY 之一類...

想必這幾年來，USB Controller 內含8051 的程式也都不小了吧。

其實，版主這一兩年已經很少用 Keil C 寫 8051 的程式了...

當初也是以自學方式學會Keil C 的...當初同事都還是用組語寫程式...

(當初也不是所謂的 Keil C 的uVision 環境，那時還叫做 Franklin C呢！）

很辛苦的學會後，卻又因緣際會的參與MP3 晶片開發，當初開發團隊用的開發平台就是 Keil C。

套一句兵家之書所云：用兵之法,無恃其不來,恃吾有以待之;無恃其不攻 ,恃吾有 所不可攻也...

所以，有些技術領域的東西，誰都很難料得到哪天您會用得到呢？！

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    標準的8051 基本上他有 8 bit Data bus 及16 bit Address bus 。

所以，他的程式記憶體與資料記憶體的定址能力就是 64KBytes (2**16)。

以前來說：兩者各64KBytes 是綽綽有餘的....但現在來說，可能就有點辛苦了。

所以，大家就想擴充這方面的需求....

以資料記憶體空間來說：是比較容易一點的，因為我們程式要Access 記憶體的那個位址的話，

是可以事先利用純I/O 當高位元的地址線...也就是另一種切data Bank 的方式。

譬如，您可以拿 P1.0 當 A16 用。依此類推....

這一部份想必大家在使用上應該沒有多大問題...

但是若是 程式記憶體的擴充方式，就比較難了，因為這個方式會牽涉到組譯程式與開發平台的應用。

要如何作到我們寫的程式會自動的切換不同的 程式記憶體空間呢？！....

當然最好的方式就是組譯程式幫我們處理掉，讓我們寫起程式來一樣方便?!

所以，Keil C 就提供了這樣子的功能...（這點大家可能都不清楚喔...）

大家都沒有留意要原廠的使用說明書....可見大家還都不夠用功... 

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   在此我們就利用KEIL C原廠的資料來說明：

    首先我們發現，Keil C 會幫我們處理這一部份，但也是有代價的，

就是每一次程式跑到跨Bank 時，就會多50 個Cycles 及多兩個 Bytes 的Stack 空間。

（如下圖紅色標示處）

    

           至於，ROM Code如何切 Bank 方式，Keil C 共提供了四種方式...

說真的，版主只用過第四種(mode 4) ，但看過或研究過他的資料後，

其實，Mode 4 在使用上會比較簡單而易懂...其他的版主就覺得不怎麼容易接線。

注意喔，不同的Mode 的切Bank 方式也都跟8051 外部接線息息相關喔。

這一點您們就要去研究Keil C 的範例了喔。下面一張圖就是 Mode 4的接線圖。     

     重點就是8051 在Access 程式碼時，所連帶的控制訊號線為ALE ，所以，

這條ALE線就是拿來latch 外部控制信號線的 ....至於程式定址線，就得犧牲一些I/O 線了。

下圖所示的就是 P3.3 當A16 ；P1.5 當A17 ，所以程式碼的定址能力就可以達到256 Kbytes 了。

但是要注意的是：這種定址方式對於8051 來說也不知道的說！

因為畢竟8051的定址能力還是只有 A0~A15 (64Kbytes的 ...)。

所以，圖的下方就標示出他切Bank 的方式。

      但是，硬體電路的方式還是得靠組譯程式才有辦法發揮功效的，否則也是白搭的。

所以，當您選擇利用這種方式來切 ROM Code Bank 時。開發程式就必須加入一段控制程式：

L51_Bank.A51---不好意思，就是組合語言...您說學組合語言重不重要？！ 呵...

 這個程式其實蠻容易懂的....但一定要看得懂。因為，您下回切Bank 的I/O 控制線會改變，

這時您就要修改這個程式碼了。

(L51_Bank.A51 是Keil C 原廠就有附的範例程式，自己在Keil 的安裝目錄中找一下吧！）

     這麼簡單嗎？！還沒完...除了硬體與軟體程式的配合外，還要IDE(uVision) 開發環境的配合，

從下圖，大家就可以看到除了L51_bank.A51 程式外，還有Code Banking 的設定...

....

   這樣子就結束了嗎？！還沒有...因為當您組譯完成後，您就得到 一段一段程式的Hex 檔 ，

在另外利用 Hex 轉BIN 檔方式，轉成一段一段的 Binary 檔....

最後就可以利用Banklink.exe 這支工具程式把這些一段一段的Binary 檔銜接起來。

就完成了.......

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   如此一來，原來平凡無奇的8051也可以寫到幾百KBytes 的 程式碼了。

我想應該就有許多應用作不完了吧。而且現在這些Flash ROM 都已經很便宜了。

所以，大家可以盡量的使用....

至於在系統開發上，可能一般的ICE （模擬器或仿真器）已經不敷使用...

說真的，程式碼這麼大了。要用ICE來一步一步的單步執行，可以抓到問題....天都亮了...

所以，這時候，您就可以試著使用 ROM Emulator 了....

http://chamberplus.myweb.hinet.net/products.htm

而且這種ROM  Emulator 也要夠大容量也才夠用吧。

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下回有機會再帶大家實際把這些開發平台，架起來說明一下....

謝謝....

（PS：看來雖然已經兩三年沒用了，還是寶刀未老....還是要說是：薑是老的辣呢？！）