對單片機地址空間和堆棧的理解

idata—可尋址片內ram，允許訪問全部內部ram 0x00-0xff

xdata—可尋址片外ram 0x0000- 0xffff

程序存儲區單片機存儲器有ROM跟RAM之分，RAM存放中間結果，數據和經常變換的代碼，ROM存放code。51單片機採用的是哈弗結構，即數據跟代碼擁有單獨的地址空間。存儲器可以分為程序存儲器（EEPROM、FLASH之類）、內部數據存儲器（ram）、SFR、位地址空間和外部數據存儲器。

內部數據存儲器在物理上分為內部SRAM和特殊功能寄存器，而內部分為低（0x00-0x7f）和高（0x80-0xff），高128位元組地址重複，需要不同的訪問方式。SFR用直接尋址方式，SRAM需要間接方式。這裡SFR是寄存器，硬體上是中央處理器的內部組成部分，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。要使用哪一組，都可以通過PSW中的RS1、RS0來配置。位尋址是在0x20-0x2f。

程序內存可以分為幾個區，包括棧區（stack）、堆區（Heap）、全局區（static）、文字常亮區和程序代碼區。程序編譯之後，全局變量，靜態變量已經分配好內存空間。在函數運行時，程序需要為局部變量分配棧空間。當中斷來時，也需要將函數指針入棧，保護現場，以便於中斷處理完之後再回到之前執行的函數。棧是從高到低分配，堆是從低到高分配。我們一般說的堆棧往往指的是棧。堆棧又分硬堆棧和軟堆棧，硬堆棧即SP，從片內RAM的頂部向下生長。軟堆棧在硬堆棧跟全局變量區之間的空間。C51函數調用通過R0-R7和棧來實現。

為什麼單片機啟動時，不需要用bootloader將代碼從ROM搬移到RAM，而ARM則需要？這裡我們可以先看看單片機程序執行的過程。

單片機執行分三個步驟，取執行——分析指令——執行指令。

取指令的任務是：根據PC的值從程序存儲器讀出指令，送到指令寄存器，然後分析執行。這樣單片機就從內部程序存儲器取代碼指令，從RAM存取相關數據。要知道RAM取數的速度是遠高於ROM的，但是單片機因為本身運行頻率不高，所以從ROM取指令慢並不構成影響。而ARM不同，CPU運行的頻率高，遠大於從ROM讀寫的速度，所以一般只要有作業系統，都需要將代碼部分拷貝到RAM中再執行。

本文轉載自：今日頭條（版主：小魁說事）

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