data,bdata,idata,pdata,xdata,code存儲類型與存儲區
bit
是在內部數據存儲空間中 20H .. 2FH 區域中一個位的地址,或者 8051 位可尋址 SFR 的一個位地址。
code
是在 0000H .. 0FFFFH 之間的一個代碼地址。
data
是在 0 到 127 之間的一個數據存儲器地址,或者在 128 .. 255 范圍內的一個特殊功能寄存器(SFR)地址。
idata
是 0 to 255 范圍內的一個 idata 存儲器地址。
xdata 是 0 to 65535 范圍內的一個 xdata 存儲器地址。
指針類型和存儲區的關系詳解
一、存儲類型與存儲區關系
data ---> 可尋址片內ram
bdata ---> 可位尋址的片內ram
idata ---> 可尋址片內ram,允許訪問全部內部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 ---> 程序存儲區 (64k 地址范圍),對應MOVC @DPTR
二、指針類型和存儲區的關系
對變量進行聲明時可以指定變量的存儲類型如:
uchar data x和data uchar x相等價都是在內ram區分配一個字節的變量。
同樣對於指針變量的聲明,因涉及到指針變量本身的存儲位置和指針所指向的存儲區位置不同而進行相應的存儲區類型關鍵字的
使用如:
uchar xdata * data pstr
是指在內ram區分配一個指針變量("*"號后的data關鍵字的作用),而且這個指針本身指向xdata區("*"前xdata關鍵字的作用),
可能初學C51時有點不好懂也不好記。沒關系,我們馬上就可以看到對應“*”前后不同的關鍵字的使用在編譯時出現什么情況。
......
uchar xdata tmp[10]; //在外ram區開辟10個字節的內存空間,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的存儲地址
看到了嗎!本來訪問外ram需要2 byte來尋址64k空間,但因為使用data關鍵字(在"*"號前的那個),所以按KeilC編譯環境來說
就把他編譯成指向內ram的指針變量了,這也是初學C51的朋友們不理解各個存儲類型的關鍵字定義而造成的bug。特別是當工程中的
默認的存儲區類為large時,又把tmp[10] 聲明為uchar tmp[10] 時,這樣的bug是很隱秘的不容易被發現。
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ram分配一個指針變量("*"號后的data關鍵字的作用),而且這個指針本身指向
xdata區("*"前xdata關鍵字的作用)。編譯后的匯編代碼如下。
MOV 0x08,#tmp(0x00) ;0x08和0x09是在內ram區分配的pstr指針變量地址空間
MOV 0x09,#tmp(0x00)
這種情況應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ram資源相對緊張而且對效率要求不高的項目中。
第4種情況:
uchar data * xdata pstr;
pstr=tmp;
如果詳細看了第1種情況的讀者發現這種寫法和第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區了。編譯后的匯編代碼如下。
MOV DPTR, #0x000A ;0x000A是在外ram區分配的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"*"前的關鍵字聲明沒有了,是的這樣會發生什么事呢?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幫助大家盡快成為生產高效C51代碼的高手的。還是看代碼吧!
MOV 0x08, #0X01 ;0x08-0x0A是在內ram區分配的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的一個系統內部處理,在KeilC中一個指針變量最多占用 3 byte空間,對於沒有聲明指針指向存儲空間類型的指針,
系統編譯代碼時都強制加載一個字節的指針類型分辯值。具體的對應關系可以參考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區又節約了代碼,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,一般說來應用51系列的系統架構的內部ram資源都很緊張,最好大家
在定義函數內部或程序段內部的局部變量使用內ram,而盡量不要把全局變量聲明為內ram區中。所以對於全局指針變量我建議使用第
3 種情況,而對於局部的指針變量使用第2種方式。
startup.a51的作用
和 匯編一樣,在C中定義的那些變量和數組的初始化就在startup.a51中進行,如果你在定義全局變量時帶有數值,如unsigned char data xxx="100";,那startup.a51中就會有相關的賦值。如果沒有=100,startup.a51就會把他清0。(startup.a51 ==變量的初始化)。 這些初始化完畢后,還會設置SP指針。對非變量區域,如堆棧區,將不會有賦值或清零動作。
有人喜歡改 startup.a51,為了滿足自己一些想當然的愛好,這是不必要的,有可能錯誤的。比如掉電保護的時候想保存一些變量, 但改startup.a51來實現是很笨的方法,實際只要利用非變量區域的特性,定義一個指針變量指向堆棧低部:0xff處就可實現。, 為什么還要去改? 可以這么說:任何時候都可以不需要改startup.a51,如果你明白它的特性
8051 特有的內存型態
code
以MOVC @A+DPTR 讀取的程序內存
data
可以直接存取的內部數據存儲器
idata
以Mov @Rn 存取的內部數據存儲器
bdata
可以位尋址(Bit Addressable)的內部存儲器
xdata
以MOVX @DPTR 存取的外部數據存儲器
pdata
以MOVX @Rn 存取的外部數據存儲器
特殊資料型態
bit
一般位(bit)變量
sbit
絕對尋址的位(bit)變量
語法
sbit
my_flag
=
location;
(location 范圍從0x00 ~ 0x7F)
范例
sbit
EA =
0xAF;
或是配合bdata 宣告的位(bit)變量
char
bdata
my_flags;
sbit
flag0 =
my_flags ^ 0;
(注意sbit 前不可以加static)
sfr
特殊功能緩存器(Special Register)
語法
sfr
my_sfr
=
location;
(location 范圍從0x80 ~ 0xFF)
范例
sfr
P0
=
0x80;
指定絕對地址的變量
在單一模塊內可以使用下面的語法宣告
[memory_space]
type
variable_name
_at_
location
范例
pdata
char
my_pdata
_at_
0x80;
如果該變量必須為多個模塊所使用(Global Variable)則以
抽象指針(Abstract Pointer)的方式在標頭檔(Header File)定義較為方便。
#define
variable_name
*((data_type *)
location)
范例
#define
my_pdata
*((char pdata *)
0x80)
(注意char 與pdata 的順序)
ABSACC.H 提供了下列方便的宏(Macro)定義。
#define CBYTE ((unsigned char volatile code *) 0)
#define DBYTE ((unsigned char volatile data *) 0)
#define PBYTE ((unsigned char volatile pdata *) 0)
#define XBYTE ((unsigned char volatile xdata *) 0)
#define CWORD ((unsigned int volatile code *) 0)
#define DWORD ((unsigned int volatile data *) 0)
#define PWORD ((unsigned int volatile pdata *) 0)
#define XWORD ((unsigned int volatile xdata *) 0)
隱藏的初始化程序
80C51 在電源重置后(Power On Reset)所執行的第一個程序模塊並不是使用者的主程序
main(),而是一個隱藏在KEIL-C51 標准鏈接庫中稱為startup.a51 的程序模塊。
startup.a51 的主要工作是把包含idata、xdata、pdata 在內的內存區塊清除為0,並
且初始化遞歸指針。接着startup.a51 被執行的仍然是一個隱藏在KEIL-C51 標准鏈接庫
中稱為init.a51 的程序模塊。而init.a51 的主要工作則是初始化具有非零初始值設定的
變量。
在完成上述的初始化程序之后,80C51 的控制權才會交給main() 開始執行使用者的程序。
#define XBYTE ((unsigned char volatile xdata *) 0)
定義 XBYTE 為 指向 xdata 地址空間unsigned char 數據類型的指針,指針值為0
這樣,可以直接用XBYTE[0xnnnn]或*(XBYTE+0xnnnn)訪問外部RAM了