C语言访问MCU寄存器的两种方式

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单片机的特殊功能寄存器 SFR ，是 SRAM 地址已经确定的 SRAM 单元，在 C 语言环境下对其访问归纳起来有两种方法。

1 、采用标准 C 的强制类型转换和指针来实现

采用标准 C 的强制转换和指针的概念来实现访问 MCU 的寄存器，例如 :
#define DDRB (*(volatile unsigned char *)0x25)

分析如下：
A ： (unsigned char *)0x25 中的 0x25 只是个值，前面加 (unsignedchar *) 表示 0x25 是个地址，而且这个地址所存储的数据的数据类型是 unsigned char ，意思就是说读 / 写这个地址时，要写进 unsignedchar 的值，读出也是 unsigned char 的值。

(*(volatile unsigned char *)0x25) 是一个固定的指针，是不可变的，而不是指针变量。再在前面加 "*" ，即 *(volatileunsigned char *)0x25 则变成了变量 ( 普通的 unsignedchar 变量，不是指针变量 ) ，如果是 #define i (*(volatile unsigned char *)0x25), 则与 unsignedchar i 是一样的，只不过前面 i 的地址是固定的。

B ：关键字 volatile 确保本指令不会以为 C 编译器的优化而被省略，且要求每次直接读值。例如使用 while(*(unsignedchar *)0x25) 时，有时系统可能不能真正去读 0x25 的值，而是用第一次读出的值，如果这样，这个循环可能就是个死循环。用了 volatile 则要求每次都去读 0x25 的实际值。

这样读 / 写以 0x25 为地址的 SRAM 单元，直接书写 DDRB 即可，即 DDRB 为变量，只不过变量的地址固定为 0x25 。例如：
DDRB = 0xff;
这样比直接采用指针变量的方法直观和方便的多，例如：
unsigned char *p, i;
p = 0x25;
i = *p; // 把地址为 0x25 单元中的数据读出送入 i 变量
*p = 0; // 向地址为 0x25 的单元中写入 0

总结一下，就是 (*(volatile unsigned char *)0x25) 可以看作是一个普通变量，这个变量哟固定的地址，指向 0x25 。而 0x25 只是个常量，不是指针，更不是变量。

2 、对 C 编译器进行语法扩充

对 C 编译器进行语法扩充。例如 MCS51 系列 KeilC 中扩充 sfr 关键字，举例如下：
sfr P0 = 0x80;
这样操作 0x80 单元直接写 P0 即可。

下面对 AVR 的歌 C 编译器对访问 MCU 寄存器的方法进行简介。

A ：采用标准 C 的强制类型转换和指针来实现访问 MCU 的寄存器，每一个 C 编译器都支持，原因很简单，这是标准 C 。

B ： ICCAVR 和 GCCAVR 没有定义新的数据类型，只能采用标准 C 的强制类型转换和指针来实现访问 MCU 的寄存器。而 IAR 和 CodeVisionAVR 编译器对 ANSIC 进行了扩充，都定义了新的数据类型，是 C 语言可以直接访问 MCU 的有关寄存器，例如， IAR 中：
SFR_B(DDRB, 0x28)
CodeVisionAVR 中：
sfrb DDRB = 0x28
这样 ,PORTB=0xff; 等同于 (*(volatile unsigned char *)0x05) = 0xff; 而 0x25 正好是寄存器 PORTB 在器件 ATmega48/88/168 中的地址。

GCCAVR 每个 AVR 器件在头文件不采用直接定义特殊功能寄存器宏，例如在 iomx8.h 文件中一个定义如下：
#define PORTB _SFR_IO8(0x25)
而在 sfr_defs.h 中可以找到如下两个宏定义：
#define _SFR_IO8(io_addr) _MMIO_BYTE((io_addr)+0x20)
#define _MMIO_BYTE(mem_addr) (*(volatile unit8_t *)(mem_addr))
实质上与直接的强制类型转换和指针定义是一样的。

另外， GCCAVR 中宏 _BV(bit) 是操作 I/O 寄存器是频繁用到的， avr-libc 建议使用这一宏进行寄存器的位操作，他在文件 sfr_defs.h 中定义如下：
#define _BV(bit) (1

以下是他的使用示例 ;
DDRB = _BV(PB0) | _BV(PB1); // 器件头文件中已经定义 PB0 代表 0 ， PB1 代表 1
他等同于 “DDRB=0x03;”, 这样写的目的是为了提供程序的可读性。不要担心它会生成比 “DDRB=0x03;” 更大的代码，编译器会处理这种事情，最终会输出与 “DDRB=0x03;” 同样的结果。