C51 存储类型与存储模式

在C51中对变量进行定义的格式如下：

【存储种类】数据类型 【存储器类型】 变量名列表；

 其中存储种类和存储器类型是可选项，当变量名列表中的变量不止一个时，用逗号隔开。

存储种类：4种

自动(auto)，外部(extern)，静态(static)和寄存器(register)

存储器类型：6种 

DATA区、BDATA区、IDATA区、PDATA区、XDATA区、CODE区  指明该变量所处的内存空间

存储模式： 3种

SMALL、COMPACT和LARGE  指明了变量在没有指明存储器类型时默认的存储区域

1、存储种类

自动（auto）变量

当变量的生命周期结束时，它所占的内存单元也就被释放。定义变量时省略存储种类，则该变量默认为自动变量。

int i=10；

          ……

          }

         main（）

         {……

         add（）；在调用add()子函数时为i分配内存单元，调用结束后变量i所占用的内存被释放。

         ……  

         }

外部(extern)变量

假设一个变量在函数体外或别的程序中已被定义过，并且在本函数体内要使用该变量，则该变量要在本函数体内用extern 说明。用extern定义的变量称为外部变量。外部变量被定义后，在程序的执行过程中都是有效的。

静态(static)变量

用static定义的变量称为静态变量。静态变量在程序调用结束后其占用的内存单元并不被释放（其值保持不变）。

寄存器(register)变量

用register声明的变量称为寄存器变量。该类变量速度最快，应该存放使用频率最高的变量。通常C51编译器会自动识别程序中使用频率最高的变量，并自动将其作为寄存器变量，程序员无需专门声明。

变量的存储种类和存储器类型是不一样的。存储器类型指明该变量所处的内存空间。单片机内部有程序存储器和数据存储器。数据存储器又分为片内存储器和片外存储器。而片内存储器又分为低128字节和SFR特殊功能寄存器。

      使用不同的存储器类型，程序会有不同的执行效率，在编写C51程序时，推荐指定变量的存储器类型，这样有利于提高程序的执行效率。

若省略存储器类型，编译器将根据使用的存储器模式（SMALL，COMPACT，LARGE）来规定默认的存储器类型。

六种存储器类型

（1） DATA区

      该区速度最快，所以应该存放使用频率最高的变量。但是该区资源有限，除了存放变量外，还包含堆栈和寄存器组。一旦该区资源不够，会使程序发生莫名其妙的错误。

  变量定义举例： char data i[10]；

（2） BDATA区

      在该区定义的变量，可以进行位寻址，并且可以声明位变量。它可以单独使用变量的某一位，而不一定要用位变量名引用位变量。

   例如：

unsigned char bdata status;

     if(status^5)

     {

       …………

      }

   注意该区不允许定义float类型的变量。

（3） IDATA区

该区使用寄存器间接寻址，可以存放使用比较频繁的变量。变量定义举例：   float idata var;

（4） PDATA区

 该区只有一页即256字节，具体哪一页有P2口指定。使用MOVX指令进行数据传送。

 变量定义举例： long PDATA var

（5） XDATA区

该区和PDATA区类似，只是空间增大了——64KB。对XDATA的寻址比对PDATA的寻址要慢（前者需要装入16位地址，而后者只需要装载8位地址）。进行数据传送时同样需要使用MOVX指令。

  变量定义举例：unsigned char XDATA i；

（6） CODE区

该区为程序存储器，代码区中的数据一旦写入不可擦除不可重写。在该区中一般存放数据表，跳转向量和状态表等。变量定义举例：

 变量定义举例：unsigned char  CODE da[3]={0x04,0x58,0x56};

对于片外扩展I/O口，则要根据其硬件译码地址，将其视为片外数据存储器的一个单元，在程序的开始位置使用#define 定义：

   例：

#define <absacc.h>

#define

/*将PORTA定义为外部I/O口，其地址为0x8003*/，长度为一个字节。

• 一旦在头文件或程序中对这些片内外I/O口进行定义以后，在程序中就可以自由使用这些I/O口了。

2、存储模式

存储模式指明了变量在没有指明存储器类型时默认的存储区域，共有：SMALL、COMPACT和LARGE三种。

（1）SMALL模式

所有的缺省变量，参数都存储在内部RAM中，优点：存储速度快，执行效率高。缺点：内部ＲＡＭ有限，只适合小程序。

（2）COMPACT模式

所有缺省变量都存储在外部RAM的一页（256字节）中。具体哪一页可有P2口指定，该模式空间较SMALL模式充裕，速度较SMALL模式慢，较LARGE模式快，是一种中间模式。

（3）LARGE模式

所有参数变量都放在片外数据存储器中，容量大，但速度慢。

• 通过#pragma定义，例如#pragma small。

3、指针的存储类型

  C51编译器支持两种不同类型的指针：存储器指针和通用指针

（1）通用指针

    通用或未定型的指针的声明和标准C语言中一样。

  如 ：  char *s;      /* string ptr */

         int *numptr;  /* int ptr */

         long *state;  /* long ptr */

通用指针总是需要三个字节来存储，第一个字节是用来表示存储

器类型，第二个字节是指针的高字节，第三字节是指针的低字节

存储类型部分代表了该指针所指向的变量的存储器类型，存储类型的代码如下表所示：

通用指针可以用来访问所有类型的变量，而不管变量存储在哪个存储空间中，因而许多库函数都使用通用指针。通用指针很方便，但是也很慢，在所指向目标的存储空间不明确的情况下它们用的最多。

（2）存储器指针

    存储器指针或类型确定的指针，在定义时包括一个存储器类型说明，并且总是指向此说明的特定存储器空间，例如：

  char data *str;    /* ptr to string in data */

  int xdata *numtab; /* ptr to int(s) in xdata */

  long code *powtab; /* ptr to long(s) in code */

正是由于存储器类型在编译时已经确定，通用指针中用来表示存储器类型的字节就不再需要了。指向idata、data、bdata和pdata的存储器指针用一个字节保存，指向code和xdata的存储器指针用两个字节保存，使用存储器指针比通用指针效率要高，速度要快。

存储器指针与通用指针实例比较