單片機的堆棧

/堆棧是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。一直以為堆棧是一個寄存器,慚愧!教科書定義:所謂堆棧，就是只允許在其一端進行數(shù)據(jù)插入和數(shù)據(jù)刪除的線性表.51單片機的單片機的堆棧是在內(nèi)部RAM中開辟的.這句話表明了堆棧的位置。那么堆棧到底有什么作用?堆棧主要是為子程序調(diào)用和中斷操作而設(shè)立的，因此對應(yīng)有兩項功能：保護斷點和保護現(xiàn)場。單片機的程序歸根結(jié)底是個死循環(huán),反復(fù)在執(zhí)行Mａiｎ函數(shù)（主程序），你可以只寫一個函數(shù)Maｉｎ，那么你這個函數(shù)隨著功能的增多而變得異常大，而且非常不具備可讀，這個時候就需要子函數(shù)（子程序)了。主函數(shù)在調(diào)用完子函數(shù)后會返回到主函數(shù)中,這樣就可以調(diào)用其它函數(shù)并且繼續(xù)這個死循環(huán).在計算機去執(zhí)行子函數(shù)或者中斷服務(wù)函數(shù)，如何確保程序能夠正確地返回到主函數(shù)中并且繼續(xù)正確執(zhí)行后面的內(nèi)容?因為在執(zhí)行子函數(shù)或者中斷服務(wù)函數(shù)時,很有可能會破壞寄存器單元的內(nèi)容,但這些寄存器單元在子函數(shù)必須要用到？這個問題看起來比較難解決了。這個時候就要用到斷點保護和現(xiàn)場保護了。保護斷點：在調(diào)用子程序和堆棧時，將返回地址（執(zhí)行完子程序或者中斷后要執(zhí)行的下一個指令的的地址(PＣ寄存器值）)送入堆棧，程序返回時，這個值自動彈回PC。這種方式是自動使用堆棧的，程序中一般無需理會。在這個過程中,地址送入堆棧時,堆棧指針SP+2,因為51的尋址范圍是6４KＢ，再查看RＡM中堆棧單元就可以發(fā)現(xiàn)這個時候已經(jīng)變成了PＣ的值，在返回的時候SP-2，但是堆棧中的內(nèi)容在下一次堆棧操作之前不會發(fā)生變化。來看下面的仿真圖：程序初始化將SP設(shè)置為0x0７，這個時候RAM中全部被清零。單步運行。

這個時候SP的值已經(jīng)變?yōu)?x30,但是內(nèi)容依舊沒有改變。運行到斷點。運行到斷點ＰC的值沒什么變化，在執(zhí)行完Ｌcall之后,發(fā)現(xiàn)RAM中30單元起了變化，０013,PＣ也+2，而00１3就是sｊmｐst1的地址。以上是用Ｐroｔues仿真的結(jié)果。在用KＥＩＬ做軟仿的時候發(fā)現(xiàn)SＰ會變化，但是對應(yīng)的內(nèi)容卻沒有變化，這個是不是KEIL的一個ＢUG呢?保護斷點是比較簡單的，編程者一般不用理會?，F(xiàn)場保護就和編程扯上關(guān)系了。現(xiàn)場保護：在轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序或者子程序之前，要把單片機中個有關(guān)單元的內(nèi)容保存起來，這就是所謂的現(xiàn)場保護。有保護當(dāng)然就有恢復(fù)。現(xiàn)場恢復(fù)：返回主程序之后恢復(fù)寄存器的內(nèi)容到調(diào)用之前的狀態(tài)。這里就首先要牽涉一個ｕsｉnｇ的用法了。寫過中斷服務(wù)函數(shù)的人都知道,中斷服務(wù)函數(shù)一般都是這種形式的ｖoidisr（ｖoid）ｉnterruptx(ｕｓingx)//usingx是可選的{｝教單片機的老師當(dāng)時說你搞不清ｕsiｎg的含義,寫中斷服務(wù)程序不用用它就萬事大吉了。這個說法不能說是沒有道理的。很長一段時間我寫中斷服務(wù)程序也是不管這個，直到有一次中斷RＡＭ溢出，才感到這個usiｎg用好了還是有點用處的。

“80５1是一個基于累加器的單片機，具有８個通用寄存器,每個寄存器都是一個單字節(jié)的寄存器。這８個寄存器通用寄存器可以認(rèn)為是一組寄存器或者一個通用寄存器組.805１提供四組可用的寄存器組。當(dāng)使用中斷時,多組寄存器切換將帶來許多方便。典型８051Ｃ程序不需要選擇或者切換寄存器組，默認(rèn)使用寄存器組０。寄存器組1·２·3在中斷服務(wù)程序中使用。”引自北航版《單片機的C語言應(yīng)用程序設(shè)計》來看具體的程序.不實用uｓｉng,默認(rèn)使用寄存器組0ｖoidTｉmer0（void）inteｒrupt1

｛?TH0=ＴH0＿VAL；

TL0=ＴL0_ＶＡL；?timｅ_１ms_countｅr++；?iｆ（0==(time＿１ｍｓ_cｏuｎteｒ％１0)）?｛?ScaｎCardFlａｇ=1;?LCMDisｐlayAｎdScanＫey()；／/顯示時間?｝?iｆ(64＝=ｔｉme＿１ms_ｃountｅｒ）

｛

time_１ms＿ｃｏｕｎｔer=1;

}

｝對應(yīng)的匯編語言程序Ｔimｅr0:

C：0x9Ｄ７0Ｃ０E0PUSＨACC(0xE０)

C：0x９D７2C0F0PUSHＢ（0xF0)?Ｃ：０x9D７４C083PUSHDPH（0x83)?C：0x９D76Ｃ0８２PUSHDＰL(0ｘ82)

Ｃ：0x9D78Ｃ０D０ＰUSHＰSW（0ｘD０)C：0x９D7A７5Ｄ０00MOＶＰSW（0xD0）,#oｓ_buf(0x０0）；選擇寄存器組０?C:0x9D7DC000PＵSHｏｓ_buｆ(０ｘ00)?C:０x9D7ＦC0０１PＵSH0x01

C:0x9Ｄ81C002PUSH0ｘ０2

C:0x9D８3C003ＰUＳH0x０3?C：0x9Ｄ８5C０04PUＳH0x0４?C：0x9D87C0０5PＵSH0x05?C:0ｘ９D８9C006PUＳH０x06?Ｃ:０x９D8ＢC00７PUSH0x07

C：0ｘ9D８D758ＣB7MOVTH0(0x8C)，#IPH０(０xB7）?C：0x９D９0758AFFMOVTＬ0（0x８A）,#０xＦＦ

C:0x９D9３90007ＥMOVＤＰＴR，#ｔｉｍe_1ｍs_coｕnter（0x007E)

Ｃ：0x9Ｄ96E０MＯVXA，@ＤPＴR?C：0x9D９７0４IＮＣA?C:0x9D98Ｆ0MOVX＠DPTR,A

Ｃ：0x9D99E０MＯＶＸＡ，＠DPＴＲ?C：0x９D9A7５Ｆ０0AMOＶB(0xF0），＃０ｘ0A

C:0x９Ｄ９Ｄ84DIVAB?C:0x9D９EE5F0ＭOＶA，B(0xF０）

C:0x9ＤA070０5JNＺC:9ＤA7?Ｃ：0x９DA２D208SＥTBScaｎCａrdFlaｇ（0x21。0）

C：０ｘ9ＤＡ４１2905CＬCAＬLLCMDｉsplaｙAndScanKeｙ(Ｃ：９05C）

C:0ｘ9DＡ７９0０07EＭOVＤPTR，＃timｅ_1ｍs_cｏｕnｔｅr(0ｘ００7E）

C：０x9DＡAE0MOＶXＡ，@ＤPTR

C：0x9DＡBB４4０03CJNＥＡ,＃0x40,C：9DB1?C：0x9DAE７４0１MOＶＡ,#０x０１

C:0x9DB０Ｆ0MOVX＠DPTＲ，A

C:0x9ＤＢ1D0０７ＰＯP0x０7?C：0x9DB3D0０6ＰＯP0x06?Ｃ：0ｘ9DＢ5D005ＰＯP0ｘ05

C：0x9DB7D004POP0x0４

C：0x９DＢ9D003POP0x０3?C：0x9DBBＤ０02PＯＰ0ｘ02

Ｃ：0ｘ9DBDＤ０01ＰOP0x01

C：０x9DBＦD0０0POＰos＿bｕf(0ｘ00）

C：0ｘ9DC1D0D0PＯPPSW(０xD0）

C:0x９DC3D082POPDPL（0x82）?Ｃ：0x９DC5D0８3POPＤPH（0ｘ8３)

Ｃ:0x9DＣ7D０F0POPB(０xＦ0）

Ｃ：０x９DC9D0E0PＯPＡCC（０xE０)

C:0x9DCB32ＲETI使用usｉng1vｏｉｄTimer0(ｖoｉd）iｎterrupt1usinｇ１?{?TH0=TＨ0_ＶＡL;?TL0=TL0_ＶAL;

time_1ｍｓ_countｅr＋+；?if(0==（ｔｉmｅ_1ms＿coｕnter％1０))?{

ScanCａｒdFｌag=１；?LCＭDｉsplayAndScanKｅy();//顯示時間

}?if（6４==tiｍｅ_1ms_cｏunter）

｛?ｔimｅ_１ms_coｕnｔer＝1;?}?｝對應(yīng)的匯編語言程序Tｉmｅr0:?C：0ｘA131C0E0ＰＵＳＨＡCC（0xＥ0）?Ｃ：0ｘA133C0F0PUＳＨB(0xF0）?C:０ｘA135Ｃ0８3ＰUＳＨDPH（0ｘ83）?C:0xＡ137C082PＵSＨDPL(0ｘ8２)

C：０xＡ139C0Ｄ０PUSHPSW（0ｘD0)?Ｃ:0xＡ13B７5D00８MＯVPSW(0xＤ0),#0x08；選擇寄存器組1

C:０xA13E７5８CB7MOVTＨ0（0x８C),＃IPH0(0xB7)?Ｃ:0xＡ14１7５８ＡFＦMＯＶＴL0(0x8A），＃0xFF?C：0xA１44９000７EMOVDPTR，＃tiｍe_1ｍs_cｏunteｒ(０x０07Ｅ)?C:0xA14７E0ＭOVXA，＠ＤＰTR

C:0xA14８０4ＩNCA

C：0xA149Ｆ0MOＶX＠DPTＲ，A

C:0ｘＡ１4AＥ０MOＶXA，＠DPTR

Ｃ：0xA１4Ｂ７５F00AMＯVB(0ｘF0），＃０x0A

C：0ｘA14Ｅ84DIＶAB

C：０xＡ14ＦE5F0MOＶA，B（０xF0)

Ｃ:0xA１517０0５JNZC:A１５8

Ｃ：0xA1５３D２08SEＴBＳｃaｎCardFｌａｇ(０ｘ21．0）?Ｃ：0xA15５12905CＬCALLLCMDｉｓplaｙＡｎdＳcanKey（Ｃ：9０5C）

C:0ｘA１５８９0０07EＭOＶＤPTR,#ｔｉme_1ms＿counter(0x0０7E）?Ｃ:0xA1５BE0ＭＯＶXA,＠DPTR?C：0ｘA１5CB4400３CJNEA,＃0x40,C：A162?C:0xA１5F７40１ＭOVA，＃0ｘ01

C:0ｘA１61Ｆ0MOVX@DPＴＲ，A?Ｃ：０xA162Ｄ0D０POPＰSW(0xD0）

C:0xA1６4D082ＰＯPDPL(0ｘ82)

Ｃ：0ｘＡ１６6D0８3ＰOＰDPH(0ｘ８