C51編譯器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式及編程技巧分享

Data Storage Formats數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式

這一部說(shuō)明可用的數(shù)據(jù)類(lèi)型的存儲(chǔ)格式。Cx51提供了幾種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式如下：

Data Type Bits Bytes Value Range

bit 1 — 0 to 1

signed char 8 1 -128 to +127

unsigned char 8 1 0 to 255

enum 8 / 16 1 or 2 -128 to +127 or -32768 to +32767

signed short 16 2 -32768 to +32767

unsigned short 16 2 0 to 65535

signed int 16 2 -32768 to +32767

unsigned int 16 2 0 to 65535

signed long 32 4 -2147483648 to 2147483647

unsigned long 32 4 0 to 4294967295

float 32 4 ±1.175494E-38 to ±3.402823E+38

data *， idata *， pdata * 8 1 0x00 to 0xFF

code*， xdata * 16 2 0x0000 to 0xFFFF

generic pointer 24 3 Memory type （1 byte）; Offset （2 bytes） 0 to 0xFFFF

其他數(shù)據(jù)類(lèi)型如結(jié)構(gòu)體和聯(lián)合，可以包含上表中類(lèi)型。所有的元素都按順序分配，并且按8051家簇的8bit字節(jié)對(duì)齊。

Bit Variables位變量

Bit類(lèi)型的數(shù)量以使用單個(gè)位存放。位指針和位數(shù)組是不允許使用的。Bit對(duì)象總是放在8051CPU內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的位可尋址區(qū)。如果可能的話，BL51 連接器/定位器會(huì)覆蓋位對(duì)象

Signed and Unsigned Characters，

Pointers to data， idata， and pdata

Char類(lèi)型的變量存入在一個(gè)字節(jié)內(nèi)部。特定存儲(chǔ)區(qū)域的指針（指向data， idata， pdata）也存放在一個(gè)字節(jié)內(nèi)部。如果枚舉類(lèi)型可以用一個(gè)8bit的值代替，枚舉類(lèi)型也放在一個(gè)字節(jié)內(nèi)部。

Signed and Unsigned Integers，

Enumerations， Pointers to xdata and code

Int類(lèi)型，short類(lèi)型enum類(lèi)型和特定存儲(chǔ)區(qū)域指針（指向xdata和code）使用2個(gè)字節(jié)（16bits）。高位字節(jié)放在前面，低位字節(jié)在后面。如：整型的0x1234在存儲(chǔ)器的存放方式為：

Address +0 +1

Contents 0x12 0x34

Signed and Unsigned Long Integers

Long類(lèi)型占用4個(gè)字節(jié)。字節(jié)的存放也是從高位字節(jié)到低位字節(jié)。如0x12345678在存儲(chǔ)器的存放方式為：

Address +0 +1 +2 +3

Contents 0x12 0x34 0x56 0x78

Generic and Far Pointers

一般指針沒(méi)的明確聲明的類(lèi)型，它可以指向8051的任一存儲(chǔ)區(qū)域。這些指針的存入使用3個(gè)字節(jié)。第一字節(jié)存放一個(gè)表明存儲(chǔ)器區(qū)域或存儲(chǔ)器類(lèi)型的值。其他的兩個(gè)字節(jié)存放地址的偏移量，偏移量的高位在前，低位在后。格式如下：

Address +0 +1 +2

Contents Memory Type Offset; High-Order Byte Offset; Low-Order Byte

根據(jù)編譯器的版本，存儲(chǔ)器類(lèi)型有以下值：

Memory Type idata / data / bdata xdata pdata code

C51 Compiler （8051 devices） 0x00 0x01 0xFE 0xFF

CX51 Compiler （Philips 80C51MX） 0x7F 0x00 0x00 0x80

Philips 80C51MX構(gòu)架支持新的工作在通用指針上的CPU指令。通用指針等同于Cx51的通用指針

一般指針的格式與far針的格式相同。因此，任何其他類(lèi)型的存儲(chǔ)器類(lèi)型值都可以用作尋址far存儲(chǔ)器空間

以下是一般指針的存儲(chǔ)格式，地址為0x1234

Address +0 +1 +2

Contents 0x01 0x12 0x34

Floating-point Numbers

Float類(lèi)型的存放使用4個(gè)字節(jié)。格式的存放符合IEEE-754標(biāo)準(zhǔn)

一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)由兩部分組成：尾數(shù)和指數(shù)。尾數(shù)存放數(shù)據(jù)值的實(shí)際的小數(shù)點(diǎn)。指數(shù)存放尾數(shù)的權(quán)值。指數(shù)是一個(gè)8bit的0-255的值，相對(duì)于127存放。實(shí)際的值是存放的值減去127。值域的范圍為+128到-127。尾數(shù)是一個(gè)24bit的數(shù)，它的最高位總是1。因此不存儲(chǔ)。還有一符號(hào)位用以表明此浮點(diǎn)數(shù)是正數(shù)還是負(fù)數(shù)。

浮點(diǎn)數(shù)用以下方式存儲(chǔ)在8051存儲(chǔ)器中：

Address +0 +1 +2 +3

Contents SEEE EEEE EMMM MMMM MMMM MMMM MMMM MMMM

S： 符號(hào)位，0代表正，1代表負(fù)

E： 指數(shù)，2的補(bǔ)碼，偏移量為127

M： 23位尾數(shù)，最高位總是為1，因此不存儲(chǔ)

使用上述格式，浮點(diǎn)數(shù)-12.5就應(yīng)該存放為0xc1480000。在存儲(chǔ)器以下方式出現(xiàn)：

Address +0 +1 +2 +3

Contents 0xC1 0x48 0x00 0x00

從浮點(diǎn)數(shù)到它的十六進(jìn)制表示相當(dāng)容易。以下示例其過(guò)程：

浮點(diǎn)數(shù)的存放不是一個(gè)直接的格式。要轉(zhuǎn)換必須把浮點(diǎn)數(shù)據(jù)的幾部分分開(kāi)，如：

Address +0 +1 +2 +3

Format SEEEEEEE EMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM

Binary 11000001 01001000 00000000 00000000

Hex C1 48 00 00

從而可以分離以下信息：

符號(hào)位為1，說(shuō)明是一個(gè)負(fù)數(shù)。指數(shù)10000010B或130DEC，減去127等于3，尾數(shù)的二進(jìn)制表示為：10010000000000000000000

加上前面總是一個(gè)1，尾數(shù)為：

1.10010000000000000000000

現(xiàn)在，根據(jù)指數(shù)據(jù)調(diào)整尾數(shù)：左移3位，即：

1100.10000000000000000000

這就是這個(gè)浮點(diǎn)數(shù)：轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)為1*2^+1*2^2+0*2^1+0*2^0+1*2^（-1）=12.5

Floating-point Errors

8051沒(méi)有獲取浮點(diǎn)錯(cuò)誤的中斷向量。因此，用戶程序必須正確處理這些錯(cuò)誤狀態(tài)。浮點(diǎn)數(shù)可能包含錯(cuò)誤的二進(jìn)制值。這個(gè)值被表示為IEEE標(biāo)準(zhǔn)的一部分，并且用來(lái)表示浮點(diǎn)處理出現(xiàn)錯(cuò)誤。用戶代碼應(yīng)該在每一個(gè)浮點(diǎn)運(yùn)算過(guò)后檢查可能存在的算述運(yùn)算錯(cuò)誤。

名字 值 意義

NaN 0xFFFFFFF 不是一個(gè)數(shù)

+INF 0x7F80000 正向溢出

-INF 0xFF80000 負(fù)向溢出

注：在Cx51中可以使用_chkfloat_可以快速地檢查浮點(diǎn)數(shù)標(biāo)志

可以使用以下聯(lián)合方式存儲(chǔ)浮點(diǎn)數(shù)：

union f {

float f; /* Floating-point value */

unsigned long ul; /* Unsigned long value */

};

這個(gè)聯(lián)合包括一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)和一個(gè)無(wú)符號(hào)整形來(lái)進(jìn)行浮點(diǎn)數(shù)學(xué)運(yùn)算和響應(yīng)IEEE錯(cuò)誤狀態(tài)。例如：

#define NaN 0xFFFFFFFF /* Not a number （error） */

#define plusINF 0x7F800000 /* Positive overflow */

#define minusINF 0xFF800000 /* Negative overflow */

union f {

float f; /* Floating-point value */

unsigned long ul; /* Unsigned long value */

};

void main （void） {

float a， b;

union f x;

x.f = a * b;

if （x.ul == NaN || x.ul == plusINF || x.ul == minusINF） {

/* handle the error */

}

else {

/* result is correct */

}

}

Accessing Absolute Memory Locations