C51存儲(chǔ)器類型與51單片機(jī)的物理區(qū)域
1、 data區(qū)空間小,所以只有頻繁用到或?qū)\(yùn)算速度要求很高的變量才放到data區(qū)內(nèi),比如for循環(huán)中的計(jì)數(shù)值。
2、 data區(qū)內(nèi)最好放局部變量。
因?yàn)榫植孔兞康目臻g是可以覆蓋的(某個(gè)函數(shù)的局部變量空間在退出該函數(shù)是就釋放,由別的函數(shù)的局部變量覆蓋),可以提高內(nèi)存利用率。當(dāng)然靜態(tài)局部變量除外,其內(nèi)存使用方式與全局變量相同;
擴(kuò)展閱讀：51單片機(jī)的特殊功能寄存器（SFR）
3、 確保你的程序中沒有未調(diào)用的函數(shù)。
在Keil C里遇到未調(diào)用函數(shù),編譯器就將其認(rèn)為可能是中斷函數(shù)。函數(shù)里用的局部變量的空間是不釋放,也就是同全局變量一樣處理。這一點(diǎn)Keil C做得很愚蠢,但也沒辦法。
4、 程序中遇到的邏輯標(biāo)志變量可以定義到bdata中,可以大大降低內(nèi)存占用空間。
在51系列芯片中有16個(gè)字節(jié)位尋址區(qū)bdata,其中可以定義8*16=128個(gè)邏輯變量。定義方法是： bdata bit LedState;但位類型不能用在數(shù)組和結(jié)構(gòu)體中。
5、 其他不頻繁用到和對運(yùn)算速度要求不高的變量都放到xdata區(qū)。
6、 如果想節(jié)省data空間就必須用large模式,將未定義內(nèi)存位置的變量全放到xdata區(qū)。當(dāng)然最好對所有變量都要指定內(nèi)存類型。
7、 當(dāng)使用到指針時(shí),要指定指針指向的內(nèi)存類型。在C51中未定義指向內(nèi)存類型的通用指針占用3個(gè)字節(jié);而指定指向data區(qū)的指針只占1個(gè)字節(jié);指定指向xdata區(qū)的指針占2個(gè)字節(jié)。如指針p是指向data區(qū),則應(yīng)定義為： char data *p;。還可指定指針本身的存放內(nèi)存類型,如：char data * xdata p;。其含義是指針p指向data區(qū)變量,而其本身存放在xdata區(qū)。
bit---是在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間中 20H .. 2FH 區(qū)域中一個(gè)位的地址，或者 8051 位可尋址 SFR 的一個(gè)位地址。
code---是在 0000H .. 0FFFFH 之間的一個(gè)代碼地址。
data---是在 0 到 127 之間的一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址，或者在 128 .. 255 范圍內(nèi)的一個(gè)特殊功能寄存器(SFR)地址。
idata---是 0 to 255 范圍內(nèi)的一個(gè) idata 存儲(chǔ)器地址。
xdata 是 0 to 65535 范圍內(nèi)的一個(gè) xdata 存儲(chǔ)器地址。
指針類型和存儲(chǔ)區(qū)的關(guān)系詳解
一、存儲(chǔ)類型與存儲(chǔ)區(qū)關(guān)系
data ---> 可尋址片內(nèi)ram
bdata ---> 可位尋址的片內(nèi)ram
idata ---> 可尋址片內(nèi)ram，允許訪問全部內(nèi)部ram
pdata ---> 分頁尋址片外ram (MOVX @R0) (256 BYTE/頁)
xdata ---> 可尋址片外ram (64k 地址范圍)
code ---> 程序存儲(chǔ)區(qū) (64k 地址范圍),對應(yīng)MOVC @DPTR
二、指針類型和存儲(chǔ)區(qū)的關(guān)系
對變量進(jìn)行聲明時(shí)可以指定變量的存儲(chǔ)類型如:
uchar data x和data uchar x相等價(jià)都是在內(nèi)ram區(qū)分配一個(gè)字節(jié)的變量。
同樣對于指針變量的聲明，因涉及到指針變量本身的存儲(chǔ)位置和指針?biāo)赶虻拇鎯?chǔ)區(qū)位置不同而進(jìn)行相應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)類型關(guān)鍵字的使用如：
uchar xdata * data pstr
是指在內(nèi)ram區(qū)分配一個(gè)指針變量("*"號后的data關(guān)鍵字的作用)，而且這個(gè)指針本身指向xdata區(qū)("*"前xdata關(guān)鍵字的作用)，可能初學(xué)C51時(shí)有點(diǎn)不好懂也不好記。沒關(guān)系，我們馬上就可以看到對應(yīng)“*”前后不同的關(guān)鍵字的使用在編譯時(shí)出現(xiàn)什么情況。
......
uchar xdata tmp[10]; //在外ram區(qū)開辟10個(gè)字節(jié)的內(nèi)存空間，地址是外ram的0x0000-0x0009
......
第1種情況:
uchar data * data pstr;
pstr=tmp;
首先要提醒大家這樣的代碼是有bug的, 他不能通過這種方式正確的訪問到tmp空間。 為什么?我們把編譯后看到下面的匯編代碼：
MOV 0x08,#tmp(0x00) ;0x08是指針pstr的存儲(chǔ)地址
看到了嗎!本來訪問外ram需要2 byte來尋址64k空間，但因?yàn)槭褂胐ata關(guān)鍵字(在"*"號前的那個(gè))，所以按KeilC編譯環(huán)境來說就把他編譯成指向內(nèi)ram的指針變量了，這也是初學(xué)C51的朋友們不理解各個(gè)存儲(chǔ)類型的關(guān)鍵字定義而造成的bug。特別是當(dāng)工程中的默認(rèn)的存儲(chǔ)區(qū)類為large時(shí)，又把tmp[10] 聲明為uchar tmp[10] 時(shí)，這樣的bug是很隱秘的不容易被發(fā)現(xiàn)。
第2種情況:
uchar xdata * data pstr;
pstr = tmp;
這種情況是沒問題的，這樣的使用方法是指在內(nèi)ram分配一個(gè)指針變量("*"號后的data關(guān)鍵字的作用)，而且這個(gè)指針本身指向xdata區(qū)("*"前xdata關(guān)鍵字的作用)。編譯后的匯編代碼如下。
MOV 0x08,#tmp(0x00) ;0x08和0x09是在內(nèi)ram區(qū)分配的pstr指針變量地址空間
MOV 0x09,#tmp(0x00)
這種情況應(yīng)該是在這里所有介紹各種情況中效率最高的訪問外ram的方法了，請大家記住他。
第3種情況:
uchar xdata * xdata pstr;
pstr=tmp;
這中情況也是對的，但效率不如第2種情況。編譯后的匯編代碼如下。
MOV DPTR, #0x000A ;0x000A,0x000B是在外ram區(qū)分配的pstr指針變量地址空間
MOV A, #tmp(0x00)
MOV @DPTR, A
INC DPTR
MOV A, #tmp(0x00)
MOVX @DPTR, A
這種方式一般用在內(nèi)ram資源相對緊張而且對效率要求不高的項(xiàng)目中。
第4種情況:
uchar data * xdata pstr;
pstr=tmp;
如果詳細(xì)看了第1種情況的讀者發(fā)現(xiàn)這種寫法和第1種很相似，是的，同第1 種情況一樣這樣也是有bug的，但是這次是把pstr分
配到了外ram區(qū)了。編譯后的匯編代碼如下。
MOV DPTR, #0x000A ;0x000A是在外ram區(qū)分配的pstr指針變量的地址空間
MOV A, #tmp(0x00)
MOVX @DPTR, A
第5種情況:
uchar * data pstr;
pstr=tmp;
大家注意到"*"前的關(guān)鍵字聲明沒有了，是的這樣會(huì)發(fā)生什么事呢?下面這么寫呢!對了用齊豫的一首老歌名來說就是 “請跟我來”，請跟我來看看編譯后的匯編代碼，有人問這不是在講C51嗎? 為什么還要給我們看匯編代碼。C51要想用好就要盡可能提升C51編譯后的效率，看看編譯后的匯編會(huì)幫助大家盡快成為生產(chǎn)高效C51代碼的高手的。還是看代碼吧!
MOV 0x08, #0X01 ;0x08-0x0A是在內(nèi)ram區(qū)分配的pstr指針變量的地址空間
MOV 0x09, #tmp(0x00)
MOV 0x0A, #tmp(0x00)
注意：這是新介紹給大家的，大家會(huì)疑問為什么在前面的幾種情況的pstr指針變量都用2 byte空間而到這里就用3 byte空間了呢?這是KeilC的一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部處理，在KeilC中一個(gè)指針變量最多占用 3 byte空間，對于沒有聲明指針指向存儲(chǔ)空間類型的指針，系統(tǒng)編譯代碼時(shí)都強(qiáng)制加載一個(gè)字節(jié)的指針類型分辯值。具體的對應(yīng)關(guān)系可以參考KeilC的help中C51 User's Guide。
第6種情況:
uchar * pstr;
pstr=tmp;
這是最直接最簡單的指針變量聲明，但他的效率也最低。還是那句話，大家一起說好嗎!編譯后的匯編代碼如下。
MOV DPTR, #0x000A ;0x000A-0x000C是在外ram區(qū)分配的pstr指針變量地址空間
MOV A, #0x01
MOV @DPTR, A
INC DPTR
MOV DPTR, #0x000A
MOV A, #tmp(0x00)
MOV @DPTR, A
INC DPTR
MOV A, #tmp(0x00)
MOVX @DPTR, A
這種情況很類似第5種和第3種情況的組合，既把pstr分配在外ram空間了又增加了指針類型的分辨值。
小結(jié)一下：大家看到了以上的6種情況，其中效率最高的是第2種情況，既可以正確訪問ram區(qū)又節(jié)約了代碼，效率最差的是第 6種，但不是說大家只使用第2種方式就可以了，還要因情況而定，一般說來應(yīng)用51系列的系統(tǒng)架構(gòu)的內(nèi)部ram資源都很緊張，最好大家在定義函數(shù)內(nèi)部或程序段內(nèi)部的局部變量使用內(nèi)ram，而盡量不要把全局變量聲明為內(nèi)ram區(qū)中。所以對于全局指針變量我建議使用第3 種情況，而對于局部的指針變量使用第2種方式。
keil C51存儲(chǔ)區(qū)域分為程序存儲(chǔ)區(qū)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)2大類型。
一.程序存儲(chǔ)區(qū)(Pragram Area):
欲將聲明的數(shù)據(jù)存放在程序存儲(chǔ)區(qū)域，可以使用關(guān)鍵字“code”說明。
例 unsigned char code i=10;則表示 i為無符號字符型數(shù)據(jù)存放區(qū)域?yàn)槌绦虼鎯?chǔ)區(qū)。
二.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)(Data Memory):
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域分為內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)、外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域和特殊功能寄存器尋址區(qū)。
1.內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域(Internal Data Memory):可以使關(guān)鍵字"data、iadta、bdata"做相應(yīng)說明。
data:直接尋址區(qū)，聲明的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)范圍為內(nèi)部RAM低128字節(jié) 0X00～0X7F。
例 unsigned char data i=10;則表示 i為無符號字符型數(shù)據(jù)存放區(qū)域?yàn)閿?shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域(RAM)的低128字節(jié)范圍內(nèi)。
idata:間接尋址區(qū)，聲明的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)范圍為整個(gè)內(nèi)部RAM區(qū) 0X00～0XFF。
例 unsigned char idata i=10;則表示 i為無符號字符型數(shù)據(jù)存放區(qū)域?yàn)閿?shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域(RAM)內(nèi)。
bdata:可位尋址區(qū)，尋址范圍為0X20～0X2F。
2.外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)(External Data Memory)：可以使用關(guān)鍵字"pdata、xdata"進(jìn)行說明。
pdata:主要用于緊湊模式，能訪問1頁(256字節(jié))的外部RAM,即在訪問使用，pdata定義的數(shù)據(jù)時(shí)，不會(huì)影響P2口的輸出電平(在訪問某些自身內(nèi)部擴(kuò)展的外部RAM時(shí)本身就不會(huì)影響I/O端口)。
例 unsigned char pdata i;則表示 i為無符號字符型數(shù)據(jù)存放區(qū)域?yàn)橥獠繑?shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域(RAM)內(nèi)(只能在一頁范圍內(nèi))具體操作哪一頁，可由其他i/o口設(shè)定。
xdata:可訪問64k的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，地址范圍0X0000～0XFFFF，同pdata一樣在訪問芯片自身內(nèi)部擴(kuò)展的RAM時(shí)也不會(huì)影響I/O端口。
例 unsigned char pdata i;則表示 i為無符號字符型數(shù)據(jù)存放區(qū)域?yàn)橥獠繑?shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)(RAM)。
3.特殊功能寄存器尋址區(qū)域(Speciac Function Register Memory)-SFR:8051提供128字節(jié)的SFR尋址區(qū)，該區(qū)域可以字節(jié)尋址，字尋址，能被8整除的地址單元還可以位尋址。該區(qū)域用于控制定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、串口等外圍接口。使用時(shí)可用關(guān)鍵字“sfr、sfr16、sbit”做相應(yīng)的聲明。
例 字節(jié)尋址 sfr P0=0x80;為P0 口地址為80H，“=”后0X00～0XFF 之間的常數(shù)。
字尋址 sfr16 T2=0XCC;指定Timer2 口地址T2L=0XCC T2H=0XCD。
位尋址 sbit EA=0xAF;指定第0xAF 位為EA，即中斷允許
存儲(chǔ)模式
在使用C51時(shí)有時(shí)我們并沒有明確指定所定義的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)類型，然而依然正確。 這是由于存儲(chǔ)模式?jīng)Q定了沒有明確指定存儲(chǔ)類型的變量，函數(shù)參數(shù)等的缺省存儲(chǔ)區(qū)域。
供有3種存儲(chǔ)模式(存儲(chǔ)模式在 C51 編譯器選項(xiàng)中選擇)：
1.Small模式
所有缺省變量參數(shù)均裝入內(nèi)部 RAM，優(yōu)點(diǎn)是訪問速度快，缺點(diǎn)是空間有限，只適用于小程序。
2. Compact 模式
所有缺省變量均位于外部RAM區(qū)的一頁(256Byte)。
3. Large 模式
所有缺省變量可放在多達(dá) 64KB 的外部RAM 區(qū)，優(yōu)點(diǎn)是空間大，可存變量多，缺點(diǎn)是速度較慢。
C51存儲(chǔ)器類型有bit sbit data xdata bdata pdata sfr code等，可能不全面有遺漏
對應(yīng)的物理存儲(chǔ)器是：
bit，即位數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器位尋址區(qū)，即20H~2FH的范圍，共16個(gè)字節(jié)，16*8=128個(gè)位，位地址00h~7fh，連續(xù)的。
sbit：特殊功能寄存器中的位數(shù)據(jù)：只有能夠被8整除的那些特殊功能寄存器中的各個(gè)位才能被稱為sbit，位地址80H~FFH，不連續(xù)的，間斷的。
data：數(shù)據(jù)區(qū)，對51為00H~7FH共128個(gè)字節(jié)，對52為00H~FFH，共256個(gè)字節(jié)，用MOV尋址，前128用直接尋址或寄存器(R0~R7)尋址，后128用R0、R1間接尋址。
xdata：外部數(shù)據(jù)區(qū)，0000H~FFFFH連續(xù)，用DPTR間接尋址(MOVX指令)
bdata：位尋址去的字節(jié)，20H~2FH
sfr：特殊功能寄存器(80H~FFH)，直接尋址
pdata：外部數(shù)據(jù)區(qū)，P2口保持?jǐn)?shù)據(jù)，用R0R1間接尋址(MOVX指令)
code：程序存儲(chǔ)器，用MOVC指令只讀
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2018-05-19
