Keil C51 是针对8051微控制器系列的嵌入式软件开发工具，其提供的C51运行时间库是用于简化基于8051的C语言程序开发的一组函数和宏定义。库函数设计的主要目的是方便开发者在8051架构上编写高效代码，同时保持与标准C库的良好兼容性，并进行了一些针对8051特色的优化。
### C51库函数特点
- **数据类型优化**：C51库函数在设计时充分考虑到了8051的数据处理能力，函数的参数和返回值都尽可能使用体积小的数据类型和无符号数，这样可以减少程序对资源的需求，提高程序执行效率。
- **兼容性与扩展性**：大部分C51库函数与ANSI-C标准兼容，但为了利用8051的硬件特性，对部分函数进行了小幅修改。例如，某些函数返回位值而不是整数值。
- **与硬件无关**：所有C51库函数的实现与选择的寄存器组无关，这意味着编写的应用程序可以在不同的8051硬件平台上移植，而不需要做额外的修改。
### 编译时间库文件
C51库包含6种编译时间库，以支持不同的应用存储模式。每种模式针对不同的内存使用情况，有无浮点运算的区别。这些库文件支持绝大多数ANSI C函数，而实现与硬件相关的低级流输入输出功能的函数则以源文件形式提供，并位于特定的目录下，便于开发者进行修改和替换以适应特定硬件环境。
### 库函数分类及功能
C51库函数主要包括如下几个类别：
#### ABSACC.H
ABSACC.H包含了允许直接访问8051不同区域存储器的宏定义。这些宏使用户能够无需借助间接寻址即可操作8051的内部和外部存储器。
- **CBYTE、CWORD**：用于访问程序存储器中的字节和字。
- **DBYTE、DWORD**：用于访问片内RAM中的字节和字。
- **PBYTE、PWORD**：用于访问片外RAM页面中的字节和字。
- **XBYTE、XWORD**：用于访问片外RAM中的字节和字。
这些宏定义操作直接映射到硬件的物理地址，使编程更加直观和高效。
#### ASSERT.H
包含asserl宏，它用于在程序中生成测试条件，通常用于检测程序中的错误和异常。
#### CTYPE.H
包含ASCII字符分类及转换函数，支持如isalnum、isalpha、iscntrl等常用的字符测试函数和tolower、toupper等字符转换函数。这些函数支持C语言中的字符处理功能，对于文本解析和字符操作非常有用。
#### INTRINS.H
包含内部函数，这些函数编译时会直接生成插入代码，而不是调用功能函数，因此能够生成更小且执行效率更高的代码。例如，_chkfloat函数用于检查浮点数状态，_crol_用于执行循环左移位操作。
### 库函数的使用
在使用C51库函数进行开发时，首先需要了解8051微控制器的内存架构以及外设接口。通过合理利用这些库函数，可以有效地开发出对资源占用少、运行效率高的嵌入式程序。
开发者应该根据具体的硬件环境选择合适的库文件，并在源代码中正确包含对应的头文件（.H文件）。比如，对于需要直接操作硬件寄存器的场景，开发者可以使用ABSACC.H中定义的宏。在需要处理字符串或字符数据时，可以使用CTYPE.H提供的函数。
合理地使用这些库函数能够加速开发过程，并有助于保证软件质量。但是开发者也需要对这些函数的内部实现有一定的了解，以避免可能的性能问题和资源浪费。此外，在进行硬件相关的编程时，还需要结合实际硬件的详细数据手册，确保代码的正确性和高效性。
总结来说，Keil C51库函数为8051微控制器的开发人员提供了一个丰富的工具集合，覆盖了从内存访问、基本数据处理到硬件抽象层的方方面面。通过对这些函数的熟练运用，开发者可以更加高效地完成高质量的嵌入式软件开发任务。
