单片机的程序结束后都干嘛去了?

发布时间:2022-12-08  

对于嵌入式系统,如果没有运行RTOS,那么程序开发中的主函数main()需要通过某种机制使其永远愉快的运行下去,它没有终点。如果想从main函数中退出,具体干什么是由所使用的C语言编译器决定的。


一、问题提出

今天在单片机led模块定义函数中看到一个有趣的问题。提问者在进行基本的C51编程实验,编写了一个简单的C51程序如下:

程序执行完之后,可以看到实验板上的有两个LED被点亮,另外六个居然微微发亮。

如果在主程序中,增加一个无限循环:while(1); ,则电路板上的就不再会出现“微微点亮”的现象了。

上面两种情况的区别,在于第二个程序中主循环 main()函数始终没有退出,而第一个程序,main()函数退出了。似乎前面LED微微点亮 应该与主函数退出之后,单片机都干了些啥有关系。

那么就剩下一个问题:对于普通的嵌入式系统,C语言编程中main()函数退出之后,程序去哪儿了?

二、程序去哪儿了?

从上面提问者书写的代码来看,应该是一位C51的爱好者,使用的是C51的编译器,在一款C51开发板上愉快的进行实验。他一开始没有安装嵌入式程序开发的惯例 在主程序void main(void)中利用无限循环将程序控制在主程序函数中,就出现了前面实验结果中令人迷惑的情况。

2.1 盘古开天辟地

对于C语言编程来说,所有的用户程序世界是从主程序main()开始的。给用户程序开天辟地的任务是由一小段盘古代码STARTUP.A51。

51单片机程序执行流程(STARTUP.A51管理Main函数的执行)

下面截取了STARTUP.A51 代码的一段,可以看到盘古在单片机RESET之后做了点准备工作(初始化全局变量、堆栈指针)之后,就直接跳转至: ?C_START

上面的代码也用51单片机程序执行流程(STARTUP.A51)中进行逐步调试跟踪验证过:

2.2 世界尽头

由于进入main()函数是长跳转,所以main函数是不会正常返回到启动程序STARTUP.A51,那么程序去哪了?

在博文单片机C语言while(1)的问题中作者对于KEIL编译器和PIC的MAPLAB编译器对于main函数的最后时光进行了反汇编查看。

Keil编译器

在main函数的最后,程序增加了一下几行代码:

这几条语句,前4条,是将我们单片机的内存的前128个地址清零,第5条,是定义堆栈,第6条,是将程序重新跳转到main函数的首行进行执行。

MAPLAB编译器

PIC 单片机语言程序进行跟踪,发现main() 函数最后一条语句为 reset,也就是单片机直接复位,这是 MAPLAB编译器根据 PIC 单片机特点增加的复位语句。

总结

对于嵌入式系统,如果没有运行RTOS,那么程序开发中的主函数(main())需要通过某种机制使其永远愉快的运行下去,它没有终点。如果想从main函数中退出,具体干什么是由所使用的C语言编译器决定的。


文章来源于:电子工程世界    原文链接
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