51單片機一般如何進行內(nèi)存優(yōu)化？實例+要點資料下載

51單片機的內(nèi)存優(yōu)化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(nèi)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。 ③是否把一些固定的代碼存貯到了CODE區(qū)。如果把沒變化的數(shù)據(jù)也存儲到DATA去，就太浪費了！ 由于內(nèi)存比較小，一般要進行內(nèi)存優(yōu)化，盡量提高內(nèi)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(diào)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(jié)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(jīng)達到了內(nèi)存分配的極限，再定義任何全局變量或?qū)?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(nèi)？ 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(jīng)過精心計算沒有超出使用范圍，仍會產(chǎn)生內(nèi)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。 上面的代碼中，循環(huán)是臃腫的，變量 j 完全不必要，那么將代碼改成 UCHAR i; UCHAR j; for(i = 0; i < LEN; ++i ) { tt1[i] = 0x55; } 再編譯看看，出錯了吧！因為編譯器不知道該如何使用 j，所以沒能優(yōu)化，j 須占 RAM 空間，RAM 就溢出了。(智能一點的編譯器會自動將這個無用的變量去掉，但這個不在討論之列了)。另外，對 idata 的定義的變量最好放在 data 變量之后，對于這一種定義 uchar c1; idata uchar c2; uchar c3; 變量 c2 肯定會以間接尋址，但它有可能落在 data 區(qū)域，就浪費了一個可直接尋址的空間。 變量優(yōu)化一般要注意幾點: ①讓盡可能多的變量使用直接尋址，提高速度 假如有兩個單字節(jié)的變量，一個長119的字符型數(shù)組 因為總長超過 120 字節(jié)，不可能都定義在 data 區(qū) 按這條原則，定義的方式如下: ata UCHAR tab[119]; data UCAHR c1; idata UCHaR c2; 但也不是絕的，如果 c1, c2 需要以極高的頻率訪問，而 tab 訪問不那么頻繁，則應該讓訪問量大的變量使用直接尋址： data UCAHR c1; data UCHaR c2; idata UCHAR tab[119]; 這個是要根據(jù)具體項目需求來確定的 ②提高內(nèi)存的重復利用率 就是盡可能的利用局部變量，局部變量還有個好處是訪問速度比較快 由前面的例子可以看出，局部變量 i, j 是沒有單獨占用內(nèi)存的 子程序中使用內(nèi)存數(shù)目不大的變量盡量定義為局部變量 ③對于指針數(shù)組的定義，盡可能指明存儲類型 盡量使用無符號類型變量 一般指針需要一個字節(jié)額外的字節(jié)指明存儲類型 8051 系列本身不支持符號數(shù)，需要外加庫來處理符號數(shù)，一是大大降低程序運行效率，二是需要額外的內(nèi)存 ④避免出現(xiàn)內(nèi)存空洞 可以通過查看編譯器輸出符號表文件(.M51)查看 對前面的代碼，M51文件中關(guān)于內(nèi)存一節(jié)如下： * * * * * * * D A T A M E M O R Y * * * * * * * REG 0000H 0008H ABSOLUTE "REG BANK 0" DATA 0008H 0078H UNIT ?DT?TEST IDATA 0080H 007FH UNIT ?ID?TEST IDATA 00FFH 0001H UNIT ?STACK 第一行顯示寄存器組0從地址0000H開始，占用0008H個字節(jié) 第二行顯示DATA區(qū)變量從0008H開始，占用0078H個字節(jié)