Cx51程序設(shè)計(jì)的堆?？臻g計(jì)算方法

引言

　　用C語(yǔ)言進(jìn)行MCS51系列單片機(jī)程序設(shè)計(jì)是單片機(jī)開發(fā)和應(yīng)用的必然趨勢(shì)。Keil公司的C51編譯器支持經(jīng)典8051和8051派生產(chǎn)品的版本，通稱為Cx51。應(yīng)該說(shuō)，Cx51是C語(yǔ)言在MCS51單片機(jī)上的擴(kuò)展，既有C語(yǔ)言的共性，又有它自己的特點(diǎn)。本文介紹的是Cx51程序設(shè)計(jì)時(shí)堆棧的計(jì)算方法。

　　1堆棧的溢出問(wèn)題

　　MCS51系列單片機(jī)將堆棧設(shè)置在片內(nèi)RAM中，由于片內(nèi)RAM資源有限，堆棧區(qū)的范圍也是有限的。堆棧區(qū)留得太大，會(huì)減少其他數(shù)據(jù)的存放空間，留得太少則很容易溢出。所謂堆棧溢出，是指在堆棧區(qū)已經(jīng)滿了的時(shí)候還要進(jìn)行新的壓棧操作，這時(shí)只好將壓棧的內(nèi)容存放到非堆棧區(qū)的特殊功能寄存器（SFR）中或者堆棧外的數(shù)據(jù)區(qū)中。特殊功能寄存器的內(nèi)容影響系統(tǒng)的狀態(tài)，數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)容又很容易被程序修改，這樣一來(lái)，之后進(jìn)行出棧操作（如子程序返回）時(shí)內(nèi)容已變樣，程序也就亂套了。因此，堆棧區(qū)必須留夠，寧可大一些。要在Cx51程序設(shè)計(jì)中防止堆棧的溢出，要解決兩個(gè)問(wèn)題：第一，精確計(jì)算系統(tǒng)分配給用戶的堆棧大小，假設(shè)是M；第二，精確計(jì)算用戶需要堆棧的大小，假設(shè)是N。要求M≥N，下面分別分析這兩個(gè)問(wèn)題。

　　2計(jì)算系統(tǒng)

　　分配給用戶的堆棧大小Cx51程序設(shè)計(jì)中，因?yàn)閯?dòng)態(tài)局部變量是長(zhǎng)駐內(nèi)存中的，實(shí)際上相當(dāng)于局部靜態(tài)變量，即使在函數(shù)調(diào)用結(jié)束時(shí)也不釋放空間（這一點(diǎn)不同于標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言）。Cx51編譯器按照用戶的設(shè)置，將所有的變量存放在片內(nèi)和片外的RAM中。片內(nèi)變量分配好空間后，將剩下的空間全部作為堆棧空間，這個(gè)空間是最大可能的堆?？臻g。當(dāng)然，因?yàn)镃x51是一種可以訪問(wèn)寄存器的C語(yǔ)言（特殊功能寄存器），因此可在程序中訪問(wèn)SP，將堆?？臻g設(shè)置得小一點(diǎn)。不過(guò)，一般沒(méi)有人這么做。本文只是討論放在片內(nèi)RAM的變量。我們把變量分為兩種情況：

　　① 用作函數(shù)的參數(shù)和函數(shù)返回值的局部變量。這種變量盡量在寄存器組中存放。為了討論方便，假設(shè)統(tǒng)一用寄存器組0，具體的地址為0x00~0x07。最多可以傳遞3個(gè)參數(shù)，如果參數(shù)的個(gè)數(shù)比較多，就將多余的參數(shù)放到內(nèi)存（0x08以后的地址）中存放。這里，假設(shè)每個(gè)函數(shù)的參數(shù)都不大于3個(gè)。

　?、?我們?cè)诔绦蛑卸x的全局變量，以及不是用作函數(shù)的參數(shù)和函數(shù)返回值的局部變量。以上兩種變量在內(nèi)存中0x08地址以后存放，存放完畢后將堆棧指針SP指向分配了變量的片內(nèi)RAM的最后一個(gè)字節(jié)。因?yàn)镸CS51單片機(jī)的堆棧是一種滿遞增堆棧且堆棧的寬度為8位，所以在需要壓棧操作時(shí)將堆棧指針先加1，后入棧有效內(nèi)容。有了以上規(guī)則，就可以精確地計(jì)算出系統(tǒng)分配給用戶的堆?？臻g。以求兩個(gè)數(shù)的最大公約數(shù)和最小公倍數(shù)的函數(shù)為例，代碼如下：

　　#include REG52.H>

　　unsigned char max(unsigned char a, unsigned char b);

　　unsigned char min(unsigned char a, unsigned char b);

　　unsigned char M;

　　void main (void) {

　　unsigned char n;

　　M = max(12, 9);

　　n = min(12, 9);

　　}

　　unsigned char max(unsigned char a, unsigned char b){

　　while(a != b) {

　　if(a > b)

　　a = a - b;

　　else

　　b = b - a;

　　}

　　return a;

　　}

　　unsigned char min(unsigned char a, unsigned char b){

　　unsigned char k;

　　k = a*b/M;

　　return k;

　　}