單片機的知識，體積龐大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。初學(xué)者很容易陷入困境，最終失去對單片機的興趣。因此在學(xué)習(xí)單片機時一定要對基礎(chǔ)知識進行特別的鞏固。
在本文中，《單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》小編將為大家介紹單片機地址空間以及堆棧的相關(guān)知識。
Data：可尋址片內(nèi)ram0x00-0x7f
Bdata：可位尋址片內(nèi)ram
Idata：可尋址片內(nèi)ram，允許訪問全部內(nèi)部ram0x00-0xff
Padata：分頁尋址訪問片外ram
Xdata：可尋址片外ram0x0000-0xffff
code--程序存儲區(qū)
單片機存儲器分ROM跟RAM之分，RAM存放中間結(jié)果、數(shù)據(jù)和經(jīng)常變換的代碼，ROM存放code。51單片機采用的是哈弗結(jié)構(gòu)，即數(shù)據(jù)跟代碼擁有單獨的地址空間。存儲器可以分為程序存儲器(eerom，flash之類)、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器(ram)、SFR、位地址空間和外部數(shù)據(jù)存儲器。內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器在物理上分為內(nèi)部SRAM和特殊功能寄存器，而內(nèi)部分為低(0x00-0x7f)和(0x80-0xff)，高128字節(jié)地址重復(fù)，需要不同的訪問方式。SFR用直接尋址方式，SRAM需要間接方式。這里SFR是寄存器，硬件上是中央處理器的內(nèi)部組成部分，訪問速度很快。在低128B的SRAM，0x00-0x1f是4個通用工作寄存器，每組有R0-R7。使用哪一組，可以通過PSW中的RS1，RS0來配置，位尋址是在0x20-0x2f。
程序內(nèi)存可以分為幾個區(qū)，棧區(qū)(stack)、堆區(qū)(Heap)、全局區(qū)(static)、文字常亮區(qū)、程序代碼區(qū)。程序編譯之后，全局變量、靜態(tài)變量已經(jīng)分配好內(nèi)存空間，在函數(shù)運行時，程序需要為局部變量分配?？臻g，當(dāng)中斷到來時，也需要將函數(shù)指針入棧，保護現(xiàn)場，以便于中斷處理完之后再回到之前執(zhí)行的函數(shù)。棧是從高到低分配，堆是從低到高分配。一般說的堆棧指的棧。堆棧又分硬堆棧和軟堆棧，硬堆棧即SP，從片內(nèi)RAM的頂部向下生長。軟堆棧在硬堆棧跟全局變量區(qū)之間的空間，C51函數(shù)調(diào)用通過R0-R7和棧來實現(xiàn)。
為什么單片機啟動時，不需要用bootloader將代碼從ROM搬移到RAM，而ARM則需要。這里可以先看看單片機程序執(zhí)行的過程，單片機執(zhí)行分三個步驟，取執(zhí)行---分析指令----執(zhí)行指令。取指令的任務(wù)是：根據(jù)PC的值從程序存儲器讀出指令，送到指令寄存器，然后分析執(zhí)行。這樣單片機就從內(nèi)部程序存儲器取代碼指令，從RAM存取相關(guān)數(shù)據(jù)。要知道RAM取數(shù)的速度是遠(yuǎn)高于ROM的，但是單片機因為本身運行頻率不高，所以從ROM取指令慢并不影響。而ARM不同，CPU運行的頻率高，遠(yuǎn)大于從ROM讀寫的速度，所以一般有操作系統(tǒng)，都需要將代碼部分拷貝到RAM中再執(zhí)行。
本文針對單片機的地址和堆棧分別進行了介紹。給出了一些必須進行理解的名詞定義，并在文章最后給出了一種單片機啟動時為何不需要將代碼從ROM搬移到RAM的解釋，希望大家在閱讀過本文之后能夠有所收獲。
