1.6 變量、存儲類型與存儲模式

全局變量定義在函數(shù)外面，生命期從所定義的地方開始，其后面的所有函數(shù)都可以讀/寫該全局變量，本書案例在使用定時器時，為得到更大的延時值，程序中定義了全局變量tCount，在定時器中斷內(nèi)對該變量累加，從而得到更大的延時間隔，如果程序中其他地方不需要使用tCount，該變量可以不必放在程序最前面，而是放在定時器中斷函數(shù)的上一行。

局部變量定義在函數(shù)內(nèi)部，對于循環(huán)及其他的臨時計算，應(yīng)盡可能使用局部變量，作為優(yōu)化處理的一部分，編譯程序會試圖將局部變量維持在寄存器中，寄存器訪問是最快的內(nèi)存訪問類型，特別是unsigned char和unsigned int類型的變量。

對于剛才討論的tCount變量，在C語言程序設(shè)計時，還可以定義在中斷函數(shù)內(nèi)部實現(xiàn)計時累加，但要注意在定義前面加上static，因靜態(tài)變量僅在函數(shù)首次調(diào)用時被初始化一次，此后不再被初始化。

8051系列單片機中，程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器嚴格分開，特殊功能寄存器與片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址，這與一般微型計算機的存儲結(jié)構(gòu)是不同的。

Keil C51編譯器完全支持8051單片機硬件結(jié)構(gòu)，可完全訪問8051硬件系統(tǒng)的所有部分，編譯器通過將變量、常量定義成不同的存儲類型（data、bdata、idata、pdata、xdata、code），從而將它們定位在不同的存儲區(qū)中。表1-4列出了Keil C51存儲類型與8051存儲空間的對應(yīng)關(guān)系。

表1-4 Keil C51存儲類型與8051存儲空間的對應(yīng)關(guān)系

讀者在閱讀表1-4時可參考圖1-1所示的8051單片機存儲器結(jié)構(gòu)。

上述存儲類型指示符data、bdata、idata將數(shù)據(jù)定位在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器中，訪問內(nèi)部數(shù)據(jù)速度很快，它們只需要8位地址。

Keil C51編譯器提供了兩種外部存儲類型：xdata和pdata，指定為xdata存儲器類型的數(shù)據(jù)保存在最大空間為64KB的外部數(shù)據(jù)存儲器空間中，通過P0與P2端口給出的16位地址可訪問外部空間中的任意位置，但是，并非64KB地址空間總是用于存儲器，單片機的外圍設(shè)備也可以映射到存儲器空間，在這種情況下，程序?qū)耘c訪問外部數(shù)據(jù)內(nèi)存同樣的方法編程控制外圍設(shè)備，這種技術(shù)被稱為內(nèi)存映射的I/O技術(shù)，本書有關(guān)8255和部分液晶顯示案例使用的就是這種技術(shù)。第二種存儲類型pdata可訪問外部數(shù)據(jù)內(nèi)存一頁中的256B，頁地址則由P2提供。

本書有關(guān)案例在擴展外部存儲器或外部設(shè)備時，程序中包含了絕對內(nèi)存訪問（Absolute Memory Access）頭文件absacc.h，該文件中有宏定義：

        #define XBYTE ((unsigned char volatile xdata ＊) 0)

由其中的XBYTE定義可知，表達式XBYTE[16位字地址]可用來讀/寫外部RAM空間的字節(jié)數(shù)據(jù)，本書6264擴展內(nèi)存案例就使用了XBYTE訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，它相當于匯編語言中的MOVX @DPTR語句。

在8255接口擴展實驗中，C語言程序內(nèi)有：

        #define PA   XBYTE[0x0000]
        #define PB   XBYTE[0x0001]
        #define PC   XBYTE[0x0002]
        #define COM  XBYTE[0x0003]

這里PA、PB、PC、COM分別用于訪問8255的4個不同端口。

上述定義還可以寫成：

        #define PA   ＊(XBYTE + 0x0000)
        #define PB   ＊(XBYTE + 0x0001)
        #define PC   ＊(XBYTE + 0x0002)
        #define COM  ＊(XBYTE + 0x0003)

本書涉及數(shù)碼管顯示和圖像與文字顯示的案例中，由于數(shù)碼管段碼固定，待顯示的圖像或文字點陣數(shù)據(jù)也是固定的，將這些數(shù)據(jù)全部保存在RAM中會占用太多寶貴的空間，而且數(shù)據(jù)RAM空間本來就很有限，因此，在用C語言開發(fā)單片機程序時，可以將這些運行過程中不會發(fā)生變化的數(shù)據(jù)定義為code存儲類型，將這些數(shù)據(jù)保存在程序內(nèi)存而不是數(shù)據(jù)內(nèi)存。

在定義變量時，如果省略存儲類型，編譯程序會自動選擇默認存儲類型，默認存儲類型有小模式（Small）、緊縮模式（Compact）和巨模式（Large）限制，存儲模式?jīng)Q定了變量的默認存儲類型、參數(shù)傳遞區(qū)和未指明存儲類型變量的存儲類型。表1-5列出了這3種存儲模式及相關(guān)說明。

表1-5 3種存儲模式及相關(guān)說明

在固定的存儲器地址上進行變量傳遞是Keil C51的特征之一，在Small模式下，參數(shù)傳遞在片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲區(qū)完成，Compact和Large模式允許參數(shù)在外部存儲區(qū)中傳遞。模式選擇可在Keil C51項目選項窗口中的Target選項卡下完成，默認選擇的是Small模式。