單片機原理：7-6-補-3-2-1-C51語言數(shù)據(jù)類型與存儲類型

第3章

C51語言編程基礎

13.2.1C51語言中的數(shù)據(jù)類型與存儲類型1．數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)是單片機操作的對象，具有一定格式的數(shù)字或數(shù)值，數(shù)據(jù)的不同格式就稱為數(shù)據(jù)類型。

KeilC51支持的基本數(shù)據(jù)類型見表3-1。針對8051的硬件特點，C51在標準C基礎上，擴展了4種數(shù)據(jù)類型（見表3-1中最后4行）。注意，擴展的4種數(shù)據(jù)類型，不能使用指針來對它們存取。..\..\范例\1流水燈-C22．C51的擴展數(shù)據(jù)類型下面對擴展的4種數(shù)據(jù)類型說明。（1）位變量bit的值可以是1（true），也可是0（false）。（2）特殊功能寄存器sfr。8051單片機的特殊功能寄存器分布在片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲區(qū)的地址單元80H～FFH之間，“sfr”數(shù)據(jù)類型占用一個內(nèi)存單元。利用它可訪問8051單片機內(nèi)部的所有特殊功能寄存器。

例如：sfrP1=0x90這一語句定義了P1端口在片內(nèi)的寄存器，在程序后續(xù)的語句中可以用“P1=0xff”，使P1的所有引腳輸出為高電平的語句來操作特殊功能寄存器。4（3）特殊功能寄存器sfr16。“sfr16”數(shù)據(jù)類型占用兩個內(nèi)存單元，用于操作占兩個字節(jié)的特殊功能寄存器。例如：“sfr16DPTR=0x82”語句定義了片內(nèi)16位數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR，其低8位字節(jié)地址為82H，高8位字節(jié)地址為83H。在程序的后續(xù)語句中就可對DPTR進行操作。（4）特殊功能位sbit。sbit是指AT89S51片內(nèi)特殊功能寄存器的可尋址位。例如：

sfr PSW=0xd0； //定義PSW寄存器地址為0xd0

sbit OV=PSW^2； //定義OV位為PSW.2符號“^”前是特殊功能寄存器名字，“^”后的數(shù)字定義特殊功能寄存器可尋址位在寄存器中的位置，取值必須是0～7。注意，不要把bit與sbit相混淆。bit定義普通的位變量，只能是二進制的0或1。sbit是定義特殊功能寄存器的可尋址位，值是可以進行位尋址的特殊功能寄存器的某位的絕對地址例如，PSW寄存器OV位的絕對地址0xd2。上面的例子還涉及到C51注釋的寫法問題，C51的注釋寫法有兩種：（1）//……，兩個斜杠后面跟著的為注釋語句，本寫法只能注釋一行，當換行時，必須在新行上重新寫兩個斜杠。（2）/*……*/，一個斜杠與星號結(jié)合使用，本寫法可注釋任一行，即斜杠星號與星號斜杠之間的所有文字都作為注釋，即注釋有多行時，只需在注釋的開始處，加斜杠星號，在注釋的結(jié)尾處，加上星號斜杠即可。加注釋的目的是為了便于讀懂程序，所有注釋都不參與程序編譯，編譯器在編譯過程中會自動刪去注釋。63．數(shù)據(jù)存儲類型在討論C51數(shù)據(jù)類型時，須同時提及它的存儲類型，以及它與8051單片機存儲器結(jié)構的關系，因為C51定義的任何數(shù)據(jù)類型必須以一定的方式，定位在8051單片機的某一存儲區(qū)中，否則沒有任何實際意義。8051有片內(nèi)、片外數(shù)據(jù)存儲區(qū)，還有程序存儲區(qū)。片內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲區(qū)是可讀寫的，內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲區(qū)可分為3個不同的數(shù)據(jù)存儲類型：data、idata和bdata。訪問片外數(shù)據(jù)存儲區(qū)比訪問片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲區(qū)慢，因為訪問片外數(shù)據(jù)存儲區(qū)要通過對數(shù)據(jù)指針加載地址來間接尋址訪問。C51提供兩種不同的數(shù)據(jù)存儲類型xdata和pdata來訪問片外數(shù)據(jù)存儲區(qū)。程序存儲區(qū)只能讀不能寫，可能在8051單片機內(nèi)部或者外部，或外部和內(nèi)部都有，由8051單片機硬件決定，C51提供了code存儲類型來訪問程序存儲區(qū)。C51存儲類型與8051實際的存儲空間的對應關系見表3-2。下面對表3-2各種存儲區(qū)作以說明。（1）DATA區(qū)。尋址是最快的，應把常使用的變量放在該區(qū)，但該區(qū)存儲空間有限，DATA區(qū)除了包含程序變量外，還包含了堆棧和寄存器組。DATA區(qū)聲明中的存儲類型標識符為data，通常指片內(nèi)RAM128字節(jié)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲的變量，可直接尋址。89聲明舉例： unsignedchardatasystem_status=0; unsignedint

dataunit_id[8]; chardatainp_string[20]；標準變量和用戶自聲明變量都可存儲在DATA區(qū)中，只要不超過DATA區(qū)的范圍即可，由于C51用默認的寄存器組來傳遞參數(shù)，這樣DATA區(qū)至少失去8字節(jié)空間。另外，當內(nèi)部堆棧溢出的時候，程序會莫名其妙地復位。這是因為8051沒有報錯機制，堆棧溢出只能以這種方式表示，因此要留有較大的堆?？臻g來防止堆棧溢出。（2）BDATA區(qū)。DATA中的位尋址區(qū)，在該區(qū)中聲明變量就可進行位尋址。BDATA區(qū)聲明中的存儲類型標識符為bdata，指的是片內(nèi)RAM可位尋址的16字節(jié)存儲區(qū)（字節(jié)地址為20H～2FH）中的128個位。10下面是在BDATA區(qū)中聲明的位變量和使用位變量的例子： unsignedcharbdata

status_byte; unsignedint

bdata

status_word; sbit

stat_flag=status_byte^4; if(status_word^15) {……} stat_flag=1;C51編譯器不允許在BDATA區(qū)中聲明float和double型變量。（3）IDATA區(qū)。該區(qū)使用寄存器作為指針來對片內(nèi)RAM進行間接尋址，常用來存放使用比較頻繁的變量。與外部存儲器尋址相比，它的指令執(zhí)行周期和代碼長度相對較短。IDATA區(qū)聲明中的存儲類型標識符為idata，指的是片內(nèi)RAM的256字節(jié)的存儲區(qū)，只能間接尋址，速度比直接尋址慢。11聲明舉例如下： unsignedcharidata

system_status=0; unsignedint

idataunit_id[8]; charidatainp_string[16]； floatidata

out_value;（4）PDATA區(qū)和XDATA區(qū)位于片外存儲區(qū)，PDATA區(qū)和XDATA區(qū)聲明中的存儲類型標識符分別為pdata和xdata。PDATA區(qū)只有256字節(jié)，僅指定256字節(jié)的外部數(shù)據(jù)存儲區(qū)。但XDATA區(qū)最多可達64KB，對應的xdata存儲類型標識符可指定外部數(shù)據(jù)區(qū)64KB內(nèi)的任何地址。12對PDATA區(qū)的尋址要比對XDATA區(qū)尋址快，因為對PDATA區(qū)尋址，只需裝入8位地址，而對XDATA區(qū)尋址要裝入16位地址，所以盡量把外部數(shù)據(jù)存儲在PDATA區(qū)中。對PDATA區(qū)和XDATA區(qū)的聲明舉例如下： unsignedcharxdata

system_status=0; unsignedint

pdataunit_id[8]; charxdatainp_string[16]； floatpdata

out_value;由于外部數(shù)據(jù)存儲器與外部I/O口是統(tǒng)一編址的，外部數(shù)據(jù)存儲器地址段中除了包含數(shù)據(jù)存儲器地址外，還包含外部I/O口的地址。對外部數(shù)據(jù)存儲器及外部I/O口的尋址將在本章的絕對地址尋址中介紹。13（5）程序存儲區(qū)CODE。程序存儲區(qū)CODE聲明的標識符為code，儲存的數(shù)據(jù)是不可改變的。在C51編譯器中可以用存儲區(qū)類型標識符code來訪問程序存儲區(qū)。聲明舉例如下：unsignedcharcodea[]={0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08};上面介紹了C51的數(shù)據(jù)存儲類型，其大小和值域見表3-3。單片機訪問片內(nèi)RAM比訪問片外RAM相對快一些，所以應盡量把頻繁使用的變量置于片內(nèi)RAM。即采用data、bdata或idata存儲類型，而將容量較大或使用不太頻繁的那些變量置于片外RAM，即采用pdata或xdata存儲類型。常量只能采用code存儲類型。1415變量存儲類型定義舉例：（1）chardataa1; /*字符變量a1被定義為data型，分配在 片內(nèi)RAM低128字節(jié)中*/（2）floatidata

x,y; /*浮點變量x和y被定義為idata型，定位在

片內(nèi)RAM中，只能用間接尋址方式尋址*/

（3）bitbdatap; /*位變量p被定義為bdata型，定位在片內(nèi)

RAM中的位尋址區(qū)*/

（4）unsignedint

pdatavar1;/*無符號整型變量var1定義為pdata型，定位在片外RAM中，相當于@Ri間接尋址*/

（5）unsignedcharxdataa[2][4];/*無符號字符型二維數(shù)組變量a[2][4]被定義為xdata存儲類型，定位在片外RAM中，占據(jù)2×4=8字節(jié)，相當于@DPTR間接尋址*/

4．數(shù)據(jù)存儲模式如果在變量定義時略去存儲類型標識符，編譯器會自動默認存儲類型。16進一步由SMALL、COMPACT和LARGE存儲模式指令限制。例如，若聲明charvar1，則在使用SMALL存儲模式下，var1被定位在data存儲區(qū)，在使用COMPACT模式下，var1被定位在idata存儲區(qū)；在LARGE模式下，var1被定位在xdata存儲區(qū)中。下面對存儲模式作進一步說明。（1）SMALL模式。該模式下，所有變量都默認位于8051單片機內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲器，與使用data指定存儲器類型的方式一樣。在此模式下，變量訪問的效率高，但是所有數(shù)據(jù)對象和堆棧必須使用內(nèi)部RAM。（2）COMPACT模式本模式下所有變量都默認在外部數(shù)據(jù)存儲器的1頁（256字節(jié)）內(nèi)，這與使用pdata指定存儲器類型是一樣的。該類型適用于變量不超過256字節(jié)的情況，此限制是由尋址方式?jīng)Q定的，相當于使用數(shù)據(jù)指針@Ri尋址。與SMALL模式相比，該存儲模式的效率比較低，對變量訪問的速度也慢一些，但比LARGE模式快。17（3）LARGE模式本模式下所有變量都