2021年04月19日 | 单片机地址空间，堆栈理解

2021-04-19 来源：eefocus

简介：51单片机采用的是哈弗结构，即数据跟代码拥有单独的地址空间。存储器可以分为程序存储器(eerom,flash之类)，内部数据存储器(ram)，SFR，位地址空间和外部数据存储器。

data –可寻址片内ram 0x00-0x7f

bdata—可位寻址片内ram

idata—可寻址片内ram，允许访问全部内部ram 0x00-0xff

padata—分页寻址访问片外ram

xdata—可寻址片外ram 0x0000- 0xffff

code--程序存储区单片机存储器分ROM跟RAM之分，RAM存放中间结果，数据和经常变换的代码，ROM存放code。51单片机采用的是哈弗结构，即数据跟代码拥有单独的地址空间。存储器可以分为程序存储器(eerom,flash之类)，内部数据存储器(ram)，SFR，位地址空间和外部数据存储器。内部数据存储器在物理上分为内部SRAM和特殊功能寄存器，而内部分为低(0x00-0x7f)和(0x80-0xff)，高128字节地址重复，需要不同的访问方式。SFR用直接寻址方式，SRAM需要间接。这里SFR是寄存器，硬件上是中央处理器的内部组成部分，访问速度很快。在低128B的SRAM，0x00-0x1f是4个通用工作寄存器，每组有R0-R7。使用哪一组，可以通过PSW中的RS1，RS0来配置。位寻址是在0x20-0x2f

程序内存可以分为几个区，栈区(stack)，堆区(Heap)，全局区(static)，文字常亮区，程序代码区。程序编译之后，全局变量，静态变量已经分配好内存空间，在函数运行时，程序需要为局部变量分配栈空间，当中断来时，也需要将函数指针入栈，保护现场，以便于中断处理完之后再回到之前执行的函数。栈是从高到低分配，堆是从低到高分配。我们一般说的堆栈指的栈。堆栈又分硬堆栈和软堆栈，硬堆栈即SP，从片内RAM的顶部向下生长。软堆栈在硬堆栈跟全局变量区之间的空间，C51函数调用通过R0-R7和栈来实现。

为什么单片机启动时，不需要用bootloader将代码从ROM搬移到RAM，而ARM则需要。这里我们可以先看看单片机程序执行的过程，单片机执行分三个步骤，取执行---分析指令----执行指令。取指令的任务是：根据PC的值从程序存储器读出指令，送到指令寄存器。然后分析执行执行。这样单片机就从内部程序存储器去代码指令，从RAM存取相关数据。要知道RAM取数的速度是远高于ROM的，但是单片机因为本身运行频率不高，所以从ROM取指令慢并不影响。而ARM不同，cpu运行的频率高，远大于从ROM读写的速度，所以一般有操作系统，都需要将代码部分拷贝到RAM中再执行。

单片机地址空间堆栈

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