淺談51單片機內存優(yōu)化
對 51 單片機內存的認識,很多人有誤解,最常見的是以下兩種:
① 超過變量128后必須使用compact模式編譯
實際的情況是只要內存占用量不超過 256.0 就可以用 small 模式編譯
② 128以上的某些地址為特殊寄存器使用,不能給程序用
與 PC 機不同,51 單片機不使用線性編址,特殊寄存器與 RAM 使用重復的重復的地址。但訪問時采用不同的指令,所以并不會占用 RAM 空間。
由于內存比較小,一般要進行內存優(yōu)化,盡量提高內存的使用效率。
以 Keil C 編譯器為例,small 模式下未指存儲類型的變量默認為data型,即直接尋址,只能訪問低 128 個字節(jié),但這 128 個字節(jié)也不是全為我們的程序所用,寄存器 R0-R7必須映射到低RAM,要占去 8 個字節(jié),如果使用寄存組切換,占用的更多。
所以可以使用 data 區(qū)最大為 120 字節(jié),超出 120 個字節(jié)則必須用 idata 顯式的指定為間接尋址,另外堆棧至少要占用一個字節(jié),所以極限情況下可以定義的變量可占 247 個字節(jié)。當然,實際應用中堆棧為一個字節(jié)肯定是不夠用的,但如果嵌套調用層數(shù)不深,有十幾個字節(jié)也夠有了。
為了驗上面的觀點,寫了個例子
#define LEN 120
data UCHAR tt1[LEN];
idata UCHAR tt2[127];
void main()
{
UCHAR i,j;
for(i = 0; i LEN; ++i )
{
j = i;
tt1[j] = 0x55;
}
}
可以計算 R0-7(8) + tt1(120) + tt2(127) + SP(1) 總共 256 個字節(jié)
keil 編譯的結果如下:
Program Size: data=256.0 xdata=0 code=30
creating hex file from "./Debug/Test"...
"./Debug/Test" - 0 Error(s), 0 Warning(s).
(測試環(huán)境為 XP + Keil C 7.5)
這段代碼已經達到了內存分配的極限,再定義任何全局變量或將數(shù)組加大,編譯都會報錯 107
這里要引出一個問題:為什么變量 i、j 不計算在內?
這是因為 i、j 是局部變量,編譯器會試著將其優(yōu)化到寄存器 Rx 或棧。問題也就在這了,如果局部變量過多或定義了局部數(shù)組,編譯器無法將其優(yōu)化,就必須使用 RAM 空間,雖然全局變量的分配經過精心計算沒有超出使用范圍,仍會產生內存溢出的錯誤!
而編譯器是否能成功的優(yōu)化變量是根據(jù)代碼來的
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