C語言訪問MCU暫存器的三種方式
C語言的設計目標是提供一種能以簡易的方式編譯、處理低階儲存器、產生少量的機器碼以及不需要任何執行環境支援便能執行的程式設計語言。那麼C語言訪問MCU暫存器的三種方式分別是怎樣的呢？以下僅供參考！
1.對C編譯器進行語法擴充
對C編譯器進行語法擴充。例如MCS51系列微控制器的C-51語法中擴充了sfr關鍵字，舉例如下：
sfr P0 = 0x80;
這樣操作0x80單元直接寫P0即可。
又如Atmel的AVR系列微控制器，其ICCAVR和GCCAVR編譯器都沒有定義新的資料型別，只能採用標準C的強制型別轉換和指標來實現訪問MCU的暫存器。而IAR和CodeVisionAVR編譯器對ANSI C進行了擴充，定義了新的資料型別，使C語言可以直接訪問MCU的有關暫存器，例如在IAR中可以使用：
SFR_B(DDRB, 0x28);
CodeVisionAVR中可以使用：
sfrb DDRB = 0x28;
2.使用標準C的強制型別轉換和指標來實現
採用標準C的強制轉換和指標的概念來實現訪問MCU的暫存器，例如:
#define DDRB (*(volatile unsigned char *)0x25)
分析如下：
1.(unsigned char *)0x25中的0x25只是個值，前面加(unsigned char *)表示把這個值強制型別轉換為unsigned char型的指標。再在前面加”*”，即*(volatile unsigned char *)0x25表示對這個指標解引用，相當於
(unsigned char *)0x25是一個指標p，而這個巨集定義為#define DDRB *p。
這樣當讀/寫以0x25為地址的暫存器時，直接書寫DDRB即可，即寫：
DDRB = 0xff；
相當於：
unsigned char *p, i; p = 0x25; i = *p; //把地址為0x25單元中的資料讀出送入i變數*p = 0xff; //向地址為0x25的單元中寫入0xff
這樣經過一層巨集定義的封裝就變得直觀和方便的多了。
2.關鍵字volatile確保本指令不會以為C編譯器的優化而被省略，且要求每次直接讀值。例如使用while(*(unsigned char *)0x25)時，有時系統可能不能真正去讀0x25的值，而是用第一次讀出的值，如果這樣，這個迴圈可能就是個無窮迴圈。用了volatile則要求每次都去讀0x25的實際值。
GCCAVR工具鏈中就使用了這樣的方式，例如在iomx8.h檔案中一個定義如下：
#define PORTB _SFR_IO8(0x25)
而在sfr_defs.h中可以找到如下兩個巨集定義：
#define _SFR_IO8(io_addr) _MMIO_BYTE((io_addr)+0x20)#define _MMIO_BYTE(mem_addr) (*(volatile unit8_t *)(mem_addr))
實質上與直接的強制型別轉換和指標定義是一樣的。
3.使用結構體實現
使用指標的`方式來訪問特殊功能暫存器的優勢在於完全符合標準的ANSI-C，而無需擴充套件語法，形成“方言”，擁有更好的相容性和可移植性。
這種方式適合簡單的應用程式，而當系統用到多個同種外設時，就需要為每一個這種外設定義暫存器，這樣就會使程式的維護變得非常困難。而且，由於每次暫存器操作都會有對應的常量儲存在程式Flash裡，為每個暫存器定義單獨的指標還會增加程式程式碼。
為了簡化程式程式碼，可以將暫存器組定義為結構體，而將外設當做指向這個結構體的指標。例如：
typedef struct { volatile unsigned long DATA; //0x00 volatile unsigned long RSR; //0x04 unsigned long RESERVED0[4]; //0x08-0x14 volatile unsigned long FLAG; //0x18 ... }UART_TypeDef;#define Uart0 ((UART_Type *)0x40003000)#define Uart1 ((UART_Type *)0x40004000)#define Uart2 ((UART_Type *)0x40005000)int getkey(UART_TypeDef * uartptr) { while((uartptr->FLAG & 0x40) == 0); //無資料，等待 return uartptr->DATA; // 讀取字元}int main(void) { unsigned long data; data = getkey(Uart0); }
在這種設定下，同一個外設暫存器的結構體可以被多個外設實體共用，這樣也使得程式維護變得容易。另外，由於立即數儲存的減少，編譯出的程式程式碼也會變小。
