【大學課件】單片機存儲器 堆棧、SFR

單片機存儲器：堆棧和SFR歡迎學習單片機存儲器課程。本次我們將深入探討堆棧和特殊功能寄存器（SFR）的重要性及其在單片機系統(tǒng)中的應用。單片機存儲結(jié)構(gòu)概述1程序存儲器（ROM）2數(shù)據(jù)存儲器（RAM）3特殊功能寄存器（SFR）單片機存儲結(jié)構(gòu)包括三個主要部分。每個部分都有其獨特的功能和特性，共同構(gòu)成了單片機的完整存儲系統(tǒng)。程序存儲器（ROM）非易失性存儲用于存儲程序代碼和常量數(shù)據(jù)，斷電后數(shù)據(jù)不會丟失。只讀特性通常情況下，ROM內(nèi)容在運行時不可修改，確保程序的穩(wěn)定性。容量較大相比RAM，ROM通常有更大的存儲容量，可存儲復雜的程序。數(shù)據(jù)存儲器（RAM）易失性存儲用于存儲臨時數(shù)據(jù)和變量，斷電后數(shù)據(jù)會丟失。讀寫操作可以隨時讀取和寫入數(shù)據(jù)，適合存儲程序運行時的動態(tài)數(shù)據(jù)。容量較小相比ROM，RAM容量通常較小，需要合理規(guī)劃使用。特殊功能寄存器（SFR）控制功能用于控制單片機的各種外圍設備和功能模塊。狀態(tài)監(jiān)測反映單片機當前的工作狀態(tài)和運行情況。數(shù)據(jù)交互實現(xiàn)CPU與外圍設備之間的數(shù)據(jù)交換。堆棧的功能與作用臨時存儲用于暫存程序運行時的重要數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)恢復按照后進先出的原則，方便數(shù)據(jù)的存取。支持嵌套允許多層子程序調(diào)用和中斷嵌套。堆棧指針SP的使用1初始化系統(tǒng)復位時，SP通常指向預定義的起始地址。2自動更新壓棧時SP自增，彈棧時SP自減，無需手動調(diào)整。3越界檢測程序員需要注意SP的值，防止堆棧溢出或下溢。壓棧和彈棧操作壓棧（PUSH）將數(shù)據(jù)存入堆棧，SP值增加。數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)暫存在堆棧中，等待使用。彈棧（POP）從堆棧取出數(shù)據(jù)，SP值減少。堆棧中數(shù)據(jù)的存儲內(nèi)部RAM堆棧通常位于內(nèi)部RAM的高地址區(qū)域。字節(jié)存儲數(shù)據(jù)以字節(jié)為單位存儲，8位單片機每次壓棧一個字節(jié)。地址遞減堆棧從高地址向低地址增長，SP指向棧頂。堆棧的溢出與下溢堆棧溢出當壓棧操作超出堆棧的最大容量時發(fā)生?？赡軐е聰?shù)據(jù)覆蓋和程序錯誤。堆棧下溢當堆棧為空時繼續(xù)執(zhí)行彈棧操作?？赡軐е伦x取錯誤數(shù)據(jù)和程序異常。堆棧的應用-子程序調(diào)用1調(diào)用子程序?qū)⒎祷氐刂穳喝攵褩！?執(zhí)行子程序完成特定功能。3返回主程序從堆棧彈出返回地址，繼續(xù)執(zhí)行。堆棧的應用-中斷處理1保存現(xiàn)場中斷發(fā)生時，將當前程序狀態(tài)壓入堆棧。2執(zhí)行中斷服務程序處理中斷事件。3恢復現(xiàn)場中斷結(jié)束后，從堆?；謴驮绦驙顟B(tài)。堆棧的應用-遞歸算法1函數(shù)調(diào)用自身2參數(shù)和返回地址入棧3達到終止條件4逐級返回，出棧堆棧在遞歸算法中起著關(guān)鍵作用，支持函數(shù)的多層嵌套調(diào)用。SFR寄存器簇的組成SFR寄存器簇包含多種功能寄存器，每個都有特定用途。各類SFR寄存器的作用CPU控制如PSW，控制CPU運行狀態(tài)。內(nèi)存管理如DPTR，用于內(nèi)存尋址。外設控制如TCON，控制定時器和外部中斷。位尋址和字節(jié)尋址SFR位尋址SFR可以對寄存器中的單個位進行操作，如設置或清除標志位。字節(jié)尋址SFR只能對整個字節(jié)進行讀寫操作，通常用于數(shù)據(jù)傳輸。常用SFR寄存器的使用ACC存儲算術(shù)邏輯運算的結(jié)果。PSW反映CPU的工作狀態(tài)。DPTR用于間接尋址和表查找。SP指向堆棧頂部。ACC累加器及其應用算術(shù)運算存儲加減乘除等運算的結(jié)果。邏輯運算進行與、或、非等位操作。數(shù)據(jù)傳輸作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹修D(zhuǎn)站。PSW程序狀態(tài)字寄存器進位標志（CY）反映算術(shù)運算是否產(chǎn)生進位。零標志（Z）指示運算結(jié)果是否為零。奇偶標志（P）反映ACC中1的個數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)。DPTR數(shù)據(jù)指針寄存器1間接尋址用于訪問外部RAM和ROM。2表查找在程序存儲器中查找常量表。3地址計算用于復雜的地址計算操作。SP堆棧指針寄存器初始化上電復位后，SP通常指向預定義地址。壓棧SP自增，指向新的棧頂。彈棧SP自減，恢復到上一個棧頂。IE中斷使能寄存器全局中斷使能控制所有中斷的總開關(guān)。外部中斷使能控制外部中斷INT0和INT1。定時器中斷使能控制定時器T0和T1中斷。串行口中斷使能控制串行通信中斷。IP中斷優(yōu)先級寄存器1高優(yōu)先級中斷2低優(yōu)先級中斷3默認優(yōu)先級IP寄存器用于設置各中斷源的優(yōu)先級，確保重要中斷能夠及時響應。TCON定時/計數(shù)控制寄存器定時器控制控制T0和T1的工作模式。中斷觸發(fā)設置外部中斷的觸發(fā)方式。標志位反映定時器和中斷的狀態(tài)。SCON串行口控制寄存器1工作模式選擇設置串行通信的工作模式。2多處理器通信控制啟用或禁用多處理器通信功能。3接收使能控制串行接收功能的開啟和關(guān)閉。PCON電源控制寄存器空閑模式CPU停止工作，外設繼續(xù)運行，降低功耗。掉電模式停止所有時鐘，進入超低功耗狀態(tài)。波特率倍增用于串行通信波特率的調(diào)整。單片機存儲器綜合應用結(jié)合堆棧和SFR，單片機可